Քիմիա Կալիում

Կալիում

19Արգոն← Կալիում → ԿալցիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ19K
Պարզ նյութի արտաքին տեսք

Արծաթափայլ սպիտակ, փափուկ մետաղ
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվԿալիում /Kalium (K), K, 19
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
39, 0983(1) զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա[Ar] 4s1
Ատոմի շառավիղ235 պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտ շառավիղ203 պմ
Իոնի շառավիղ133 պմ
Էլեկտրաբացասականություն0, 82 (Պոլինգի սանդղակ)
Օքսիդացման աստիճաններ0; +1
Իոնացման էներգիա
(առաջին էլեկտրոն)
 418, 5 (4, 34) կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան63, 51°С; 336, 8 Կ
Եռման ջերմաստիճան1047 Կ
Մոլյար ջերմունակություն29, 6 Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ45, 3 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղային ցանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածքԽորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ5, 332
Դեբայի ջերմաստիճան100 Կ
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն(300 Կ) 79, 0 Վտ/(մ·Կ)
CAS համարCAS գրանցման համար?
19Կալիում
K39,098
[Ar]4s1

Կալիում լատ.՝ Kalium, քիմիական տարր է, որի նշանն է K, պարբերական համակարգի 4-րդ պարբերության 1-ին խմբի քիմիական տարր։ Ալկալիական մետաղ է, կարգահամարը՝ 19, ատոմական զանգվածը՝ 39, 098, ատոմի արտաքին թաղանթի էլեկտրոնային կառուցվածքը՝ 4s1։ Ունի երկու կայուն՝ 39K (93, 08 %), 41K (6, 91 %), և մեկ թույլ ռադիոակտիվ իզոտոպ՝ 40K (0, 01 %), կիսաքայքայման պարբերությունը՝ T½= 1, 32• 109 տարի։

Կալիումի մի քանի միացություններ (օրինակ, պոտաշը, որն ստացվում էր փայտանյութի մոխրից) հայտնի էին դեռևս հնում։ Սակայն դրանց չէին տարբերում նատրիումի միացություններից։

Կալիումի քիմիական հատկությունները շատ նման են նատրիումի հատկություններին, այնուամենայնիվ, դրանց դերը օրգանիզմում տարբեր է։

Պատմություն և անվան ծագում

Միայն 18-րդ դարին պարզվեց «բուսական ալկալու» (պոտաշի՝ K2CO3) և «հանքային ալկալու» (սոդայի՝ Na2CO3) տարբերությունը։ 1807 թվականին Հ. Դևին կծու կալիումի և նատրիումի (KOH և NaOH) էլեկտրոլիզից անջատեց կալիումը և նատրիումը ու անվանեց դրանք պոտասիում և սոդիում։ 1809 թվականին Լ. Վ. Հիլբերտը առաջարկեց անվանել «կալիում» (արաբ․՝ ‎‎ ալ-կալի-պոտաշ) և «նատրոնիում» (արաբ․՝ ‎‎ նատրուն-բնական սոդա)։ Վերջինս Ի. Յա. Բերցելիուսը վերանվանեց (1811) «նատրիում»։

«Պոտասիում» և «սոդիում» անվանումները պահպանվել են Մեծ Բրիտանիայում, ԱՄՆ-ում, Ֆրանսիայում և մի քանի այլ երկրներում։

Բնության մեջ

Կալիումը տարածված տարրերից է, պարունակությունը երկրակեղևում՝ 2, 50 % (ըստ զանգվածի)։ Կալիումը մտնում է դաշտային սպաթների և փայլարների բաղադրության մեջ։

Ստացում

Արտադրության մեջ ստացվում է KOH-ի կամ KCl-ի և Na-ի փոխազդեցությամբ՝

{\displaystyle {\mathsf {Na+KOH{\xrightarrow[{N_{2}}]{380-450^{o}C}}NaOH+K}}}

վերականգնվելով հալված կալիումի քլորիդով, կալցիումի կարբիդով, ալյումինով կամ սիլիցիումով։

Ֆիզիկական հատկություններ

Սենյակային ջերմաստիճանում կալիումը արծաթա-սպիտակավուն մետաղ է կապտավուն երանգով։ Այն լավ էլեկտրահաղորդիչ է։ Կալիումը փափուկ է և հեշտությամբ կտրվում է դանակով։ Կալիումը տարածված տարրերից է, պարունակությունը երկրակեղևում՝ 2, 50% (ըստ զանգվածի)։ Կալիումը մտնում է դաշտային սպաթների և փայլարների բաղադրության մեջ։ Խտությունը՝ 862 կգ/մ3 (20 °C-ում), հալման ջերմաստիճանը՝ 63, 55 °C, եռմանը՝ 760 °C։ Քիմիապես ավելի ակտիվ է, քան լիթիումը և նատրիումը։ Միացություններում միարժեք է։ Օդում (հատկապես խոնավության առկայությամբ) կալիումը արագ օքսիդանում է, այդ պատճառով այն պահում են նավթի, բենզինի կամ հանքային յուղի մեջ։

Քիմիական հատկություններ

Իր միացությունների մեջ կալիումը միշտ միավալենտ է։

Կալիումը, ինչպես և նատրիումը, փոխազդում են թթվածնի հետ։ Կալիումը փոխազդում է նաև ջրի հետ, առաջացնելով կալիումի հիդրօքսիդ և ջրածին՝

{\displaystyle {\mathsf {2K+2H_{2}O\longrightarrow 2KOH+H_{2}\uparrow }}}

Այս ռեակցիան ընթանում է այնքան եռանդուն, որ անջատվող ջրածինը բոցավառվում է։

Կալիումը օդում շատ արագ օքսիդանում է։ Դրա համար էլ այն հաճախ պահում են կերոսինի մեջ։

Արտաքինից, սովորաբար, կալիումը ծածկված է լինում անթափանց մուգ կեղևով, որը կազմված է լինում կալիումի միացություններից։

Կալիումը մեծ եռանդով ռեակցայի մեջ է մտնում աղաթթվի հետ։

{\displaystyle {\mathsf {2K+2HCl\longrightarrow 2KCl+H_{2}\uparrow }}}

Սենյակային ջերմաստիճանում կալիումը փոխազդում է հալոգենների հետ՝ առաջացնելով հալոգենիդներ։ Թույլ տաքացնելիս միանում է ծծմբին, ավելի բարձր տաքացնելիս՝ սելենին և տելուրին։

{\displaystyle {\mathsf {6KO_{3}+5S\longrightarrow K_{2}SO_{4}+2K_{2}S_{2}O_{7}}}}

Ջրածնի մթնոլորտում 200 °C-ից բարձր տաքացնելիս կալիումը առաջացնում է հիդրիդ՝ KH, որը ինքնաբոցավառվում է օդում։

{\displaystyle {\mathsf {2K+H_{2}\longrightarrow 2KH}}}

Կալիումը և ազոտը չեն փոխազդում միմյանց հետ նույնիսկ տաքացնելիս։ Սակայն էլեկտրական լիցքի առկայությամբ առաջացնում են կալիումի ազիդը՝ KN3, և նիտրիդը՝ K3

Տաքացնելիս գրաֆիտի հետ առաջացնում է կարբիդներ՝ KC8 (300 °C-ում) և KC16 (360 °C-ում)։ Չոր օդում (կամ թթվածնում) կալիումը առաջացնում է դեղնասպիտակավուն օքսիդ՝ K2, և նարնջագույն գերօքսիդ՝ KO2 (հայտնի են նաև K2O2 և K2O3 գերօքսիդները)։

{\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}\longrightarrow KO_{2}}}}

Կալիումը շատ եռանդուն (երբեմն պայթյունով) փոխազդում է ջրի հետ՝ անջատելով ջրածին, ինչպես նաև թթուների հետ՝ առաջացնելով աղեր։ Ամոնիակի հետ փոխազդելիս առաջացնում է ամիդ, սպիրտների հետ՝ ալկոհոլատներ, ալկիլ և արիլհալոգենների հետ՝ կալիումալկիլներ և կալիումարիլներ։ Արտադրության մեջ ստացվում է KOH-ի կամ KCl-ի և Na-ի փոխազդեցությամբ

{\displaystyle {\mathsf {4KO_{2}+2H_{2}O\longrightarrow 4KOH+3O_{2}\uparrow }}}

{\displaystyle {\mathsf {KOH+Na\longrightarrow NaOH+K}}}

{\displaystyle {\mathsf {KCl+Na\longrightarrow NaCl+K\uparrow }}}

Կալիումի և նրա միացությունների ճանաչում

Կալիումի և նրա միացությունների ճանաչումը բոցի գույնի միջոցով

Կալիումը և նրա միացությունները շիկացրած երկաթի ծայրով բոցի մեջ մտցնելիս դրանք գունավորվում են մանուշակագույն։ Եթե կալիումի աղերը պարունակում են նատրիումի աղերի խառնուրդ, ապա բոցի մանուշակագույնը քողարկվում է դեղինով։ Սակայն մանուշակագույնը կարելի է նկատել, եթե բոցի վրա նայենք կապույտ ապակու միջոցով։

Նշանակություն

Կալիումը պատկանում է այն տարրերի թվին, որոնց կարիքն առանձնապես ունեն բույսերն՝ իրենց աճման համար։ Նա բույսին է անցնում արմատների միջով բուսահողի խոնավության մեջ լուծված աղերի ձևով։ Բայց բուսահողի մեջ կալիումի լուծելի աղեր քիչ կան։ Այդ պատճառով էլ, առանց պարարտանյութի, բազմապատիկ ցանքից հետո բուսահողը աղքատանում է կալիումի աղերից, և բերքը ընկնում է։

Ահա թե ինչու կալիումի քլորիդը, կալիումի սուլֆատն ու կալիումի նիտրատը օգտագործվում են որպես հանքային պարարտանյութեր։ Կալիումը հիմնականում կիրառվում է գերօքսիդ ստանալու համար, որը թթվածնի վերականգնիչ է, օրինակ, սուզանավերում։ Նատրիումի հետ առաջացրած համաձուլվածքները (40—90% K) կիրառվում են միջուկային ռեակտորներում որպես ջերմակիրներ, տիտանի արտադրության մեջ՝ վերականգնիչներ, ինչպես նաև թթվածին կլանողներ, աղերը՝ գյուղատնտեսության մեջ որպես կափումական պարարտանյութեր։

Մարդու օրգանիզմում

Մարդու օրգանիզմում կալիումը հիմնականում գտնվում է բջիջներում (40 անգամ ավելի շատ, քան միջբջջային տարածքներում)։

Կալիումի հանձնարարելի քանակը 600-1700 միլիգրամ է երեխաների համար, իսկ մեծահասակների համար՝ 1800-5000 միլիգրամ։ Կալիումի անհրաժեշտ քանակը կախված է մարմնի քաշից, ֆիզիկական ակտիվությունից, ֆիզիոլոգիական վիճակից և բնակավայրի կլիմայից։

Փսխումը, երկարատև փորլուծությունը, առատ քրտնարտադրությունը, միզաբերներ օգտագործելը մեծացնում է օրգանիզմի կալիումի պահանջը։

Կալիումի իոնները մասնակցում են նյարդերում և մկաններում կենսաէլեկտրական պոտենցիալների ծագման ու հաղորդման, սրտի և այլ մկանների կծկման կարգավորմանը, պահպանում բջիջներում օսմոտիկ ճնշումը և կոլոիդների հիդրատացումը, ակտիվացնում որոշ ֆերմենտներ։

Փոխանակություն

Կալիումի փոխանակությունը (մետաբոլիզմը) կապված է ածխաջրերի նյութափոխանակության հետ։ Կալիումի իոններն ազդում են սպիտակուցների սինթեզի վրա։ Կալիումն օրգանիզմից հեռանում է գլխավորապես մեզի հետ։

Կալիումի պարունակությունը ողնաշարավորների արյան և հյուսվածքների մեջ կանոնավորվում է մակերիկամների հորմոններով՝ կորտիկոստերոիդներով։

բույսերում

Բույսերի մեջ կալիումն բաշխվում է անհավասարաչափ. վեգետատիվ օրգաններում այն ավելի շատ է, քան արմատներում և սերմերում։ Շատ կալիում կա ընդավորների, ճակնդեղի, կարտոֆիլի մեջ, ծխախոտի տերևներում և հացահատիկային կերաբույսերում (20-30 գ/կգ չոր նյութում)։

Հողում կալիումի պակասության դեպքում դանդաղում է բույսերի աճը, ավելանում հիվանդացությունը։ Օրգանիզմի բնական ռադիոակտիվությունը (գամմա-ճառագայթում) գրեթե 90 %-ով պայմանավորված է հյուսվածքներում բնական 40K ռադիոիզոտոպի առկայությամբ։

Բժշկության մեջ

Բժշկության մեջ կիրառում են կալիումի քացախատը (CH3COOK)՝ որպես միզամուղ, կալիումի քլորիդը (KCl)՝ օրգանիզմում կալիումի անբավարարության դեպքում, գերքլորատը (KClO4)՝ թիրեոտոքսիկոզի ժամանակ, կալիումի պերմանգանատը (KMnO4)՝ հականեխիչ միջոց։

Կալիումի նկատմամբ չափահաս մարդու օրական պահանջը (2-3 գ) լրացվում է մսի և բուսական մթերքների, ծծկեր երեխաներինը (30 մգ/կգ)՝ կրծքի կաթի հաշվին։ Բույսերը կալիումը ստանում են հողից։ Կենդանիների օրգանիզմում կալիումի քանակը ~2, 4 գ/կգ է։

Կալիումի հիմնական սննդային աղբյուրներն են չորացրած ծիրանը, դդումը, լոբազգիները, կիվին, կարտոֆիլը, ավոկադոն, բանանը, լյարդը, կաթը, պնդուկի յուղը, ցիտրուսայինները և խաղողը։ Բավականաչափ կալիում կա ձկներում և կաթնային մթերքներում։

Կալիումի ներծծումը կատարվում է բարակ աղիքում։ Կալիումի յուրացմանը նպաստում է B6 վիտամինը, իսկ խանգարում է՝ ալկոհոլը։

Քիմիա

Նախագծի անվանումը՝ <<Մետաղներ>>

Բովանդակությունը՝
●Մետաղների ընդհանուր բնութագրումը` ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները:

Մետաղների հատկությունները, լինում են ֆիզիկա-քիմիական և տեխնոլոգիական։

Ֆիզիկա-Քիմիական հատկություններ

  1. Խտություն դա միավոր ծավալում պարունակվող մետաղի մասսան է (գ/սմ3).
  2. Ջերմային ընդարձակում դա ջերմաստիճանի փոփոխման հետ գծային չափերը փոփոխելու մարմնի հատկությունն է, բնութագրվում է ջերմային ընդարձակման գործակցով(աստ.-1).
  3. Էլեկտրական հատկություններ դա էլեկտրական հոսանք հաղորդելու մետաղի հատկությունն է (էլեկտրահաղորդականություն օհմ-1սմ-1).
  4. Մագնիսական հատկություններ դա մետաղի մագնիսականությամբ օժտվելու հատկությունն է.
  5. Կոռոզիականություն կոչվում է շրջապատող միջավայրի քայքալող ազդեցությանը դիմադրելու հատկությունը։

●Մետաղների ստացման  ընդհանուր եղանակները: Էլեկտրոլիզ:

Մետաղները բնության մեջ գտնվում են. Ոսկին բացառապես ստացվում է եղանակով էլեկտրոլիզ կամ տարրալուծում.
● Ալկալիական մետաղներ` նատրիում, կալիում:

Ալկալիական մետաղները, դա պարբերական աղյուսակի առաջին խմբի գլխավոր ենթախմբի տարրերն են, որոնք դրանց մեջ մտնում եմ Նատիրում և Կալցիում

Նատրիումը (7440-23-5) արծաթա-սպիտակավուն, ալկալիական մետաղ է, իսկ Կալցիումը, 19, ատոմական զանգվածը՝ 39, 098, ատոմի արտաքին թաղանթի էլեկտրոնային կառուցվածքը՝ 4s1։ Ունի երկու կայուն՝ 39K (93, 08 %), 41K (6, 91 %), և մեկ թույլ ռադիոակտիվ իզոտոպ՝ 40K (0, 01 %), կիսաքայքայման պարբերությունը՝ T½= 1, 32• 109 տարի ալկիալիական մետաղ է։
● Մագնեզիում և հողալկալիական մետաղներ: Ջրի կոշտությունն ու դրա վերացման     եղանակները:

Ջուրը, որը մեծ քանակությամբ լուծված աղ է պարունակում, կոչվում է կոշտ, քիչ քանակությամբ աղ պարունակողը` փափուկ:

Ժամանակավոր կոշտություն՝ պայմանավորված հիդրոկարբոնատների առկայությամբ, որը տաքացնելիս վերանում է. Mg(HCO3)−→−2  MgCO2↓ + CO2↑⏐⏐ + H2OCa(HCO3)−→−2  CaCO2↓ + CO2↑⏐⏐ + H2O
●Ալյումին: Ալյումինի օքսիդի և հիդրօքսիդի ամֆոտերությունը:

Ալյումինը IIIA խմբի տարր է, ուստի ատոմի արտաքին էներգիական մակարդակում առկա է երեք էլեկտրոն, որոնցից երկուսը զույգված են: Միացություններ առաջացնելիս՝ այդ ատոմը հիմնական վիճակից հեշտությամբ անցնում է գրգռված վիճակի, որին համապատասխանում են չզույգված երեք էլեկտրոն:

Միացություններում ալյումինի օքսիդացման աստիճանը գրեթե միշտ +3-ն է:

Ալյումինի օքսիդը երկդիմի օքսիդ է, ուստի փոխազդում է և՛ թթուների, և՛ հիմքերի հետ.

AI2O 3+ 6HCI = AICI3 + 3H2OAI2O 3+ 2NaOH  = 2NaAIO2 + H2O

Al(OH)3-ը՝ երկդիմի հիդրօքսիդ է, հետևաբար հեշտությամբ լուծվում է և՛ թթուներում, և՛ հիմքերում.

Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]
●Երկաթ: Երկաթի օքսիդները, հիդրօքսիդները և աղերը:

Երկաթը d-տարր է, պարբերական համակարգի Երկաթին բնորոշ են գերազանցապես +2 և +3 … շմոլ գազը բաց են թողնում երկաթի(III) օքսիդի վրայով. առաջացնելով երկվալենտ երկաթի աղ։

Անհատական-հետազոտական  աշխատանքներում  պիտի  լինի  հետևյալ հարցադրումների  պատասխանները. 

  • Մետաղի  դիրքը քիմիական  տարրերի  պարբերական  համակարգում, ատոմի  բաղադրությունը, էլեկտրոնային  թաղանթի  կառուցվածքը, վալենտականությունը  և  օքսիդացման  աստիճանը  միացություններում, օրինակներ…

Պարբերական աղյուսակ, հայտնի է նաև որպես քիմիական տարրերի պարբերական աղյուսակ, հանդիսանում է քիմիական տարրերի աղյուսակային արտապատկերը, որտեղ դրանք դասավորված են ըստ ատոմական համարների, էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայի և կրկնվող քիմիական հատկությունների։ Աղյուսակի կառուցվածքը հիմնված է պարբերական օրենքի վրա։ Աղյուսակի յոթ տողերը, որոնց անվանում են պարբերություններ, սովորաբար ձախից պարունակում են մետաղներ, աջից՝ ոչ մետաղներ։ Խմբեր կոչվող սյուները պարունակում են իրար նման քիմիական վարքագիծ ունեցող տարրեր։ Վեց խմբերն ունեն իրենց անուններն ու համարները, օրինակ՝ 17 խմբի տարրերը հալոգեններն են, իսկ 18-ը՝ ազնիվ գազերը։ Երևում են նաև չորս պարզ ուղղանկյուն տարածքներ, որտեղ նշված է ատոմային օրբիտալների լրացման կարգը։

Պարբերական աղյուսակի օգնությամբ կարելի է գտնել տարբեր տարրերի հատկությունների փոխադարձ կապը, ինչպես նաև կանխորոշել դեռևս չհայտնաբերված, կամ սինթեզվող տարրերի քիմիական հատկությունները և վարքագիծը։ Ռուս քիմիկոս Դմիտրի Մենդելեևը 1869 թվականին հրապարակեց առաջին ճանաչված պարբերական աղյուսակը, որը մշակվել էր գլխավորապես այն ժամանակ արդեն հայտնի տարրերի պարբերականությունը ցույց տալու համար։ Նա կանխագուշակեց նաև մի քանի չհայտնաբերված տարրերի որոշ հատկություններ, որոնք պետք է լրացնեին աղյուսակի դատարկ վանդակները։ Նրա կանխագուշակումների մեծ մասը ճիշտ դուրս եկան։ Նոր տարրերի հայտնագործմանն ու սինթեզին զուգընթաց Մենդելեևի գաղափարը աստիճանաբար ընդլայնվեց և դարձավ լիակատար։ Ժամանակակից պարբերական աղյուսակը ներկայումս ապահովում է քիմիական ռեակցիաների անալիզի համար անհրաժեշտ օգտակար հիմքը և շարունակվում է լայնորեն օգտագործվել քիմիայում, միջուկային ֆիզիկայում և ուրիշ այլ գիտություններում։

Մեկից մինչև 118 կարգաթվերով ատոմները հայտնագործվել կամ սինթեզվել են՝ պարբերական աղյուսակում լրացնելով յոթ ամբողջությամբ լրացված շարքեր։ Առաջին 94 տարրերը հանդիպում են բնության մեջ, չնայած մի քանիսը հանդիպում են միայն աննշան քանակներով, իսկ որոշներն էլ բնության մեջ հայտնագործվել են միայն սինթեզելուց հետո: 95-ից մինչև 118 կարգաթիվն ունեցող տարրերը սինթեզվել են միայն լաբորատորիաներում և միջուկային ռեակտորներում։ Ներկայումս փորձեր են արվում ավելի մեծ ատոմային զանգված ունեցող տարրեր սինթեզելու ուղղությամբ։ Այդ տարրերով սկսվում է աղյուսակի ութերորդ շարքը։ Սկզբում արվում է տեսական աշխատանք, որպեսզի առաջարկվի հնարավոր թեկնածուն նոր սինթեզի համար։ Բնական տարրերի բազմաթիվ սինթետիկ ռադիոնուկլիդներ ևս արտադրվում են լաբորատորիաներում։

  • Բնության մեջ ինչպիսի՞  միացությունների  ձևով  է  գտնվում, օրինակներ…

Մետաղների մեծ մասը հանդիպում է բնության մեջ միացությունների և հանքաքարերի ձևով։ Նրանք կազմում են օքսիդներ, սուլֆիդներ, կարբոնատներ և այլ քիմիական միացություններ։ Մաքուր մետաղների ստացման և հետագա օգտագործման համար անհրաժեշտ է դրանք զատել հանքաքարից և զտել։ Անհրաժեշտության դեպքում կատարվում է մետաղների լեգիրացում և/կամ այլ մշակում։ Դրա ուսումնասիրությամբ զբաղվում է մետալուրգիա կոչվող գիտությունը։ Այն տարբերում է սև (երկաթի հիմքով) և գունավոր (դրանց բաղադրության մեջ չի մտնում երկաթը, շուրջ 70 տարր) մետաղների համաձուլվածքները։ Ոսկին, արծաթը և պլատինը դասվում են թանկարժեք (ազնիվ) մետաղների շարքին։ Բացի այդ, փոքր քանակությամբ մետաղներ առկա են նաև ծովի ջրում, բույսերում, կենդանի օրգանիզմներում, որոնք կարևոր նշանակություն ունեն օրգանական աշխարհի ձևավորման և գոյատևման գործընթացներում։

Հայտնի է, որ մարդու օրգանիզմի 3%-ը կազմված է մետաղներից։ Մեր բջիջներում ամենաշատը առկա են կալցիումը (ոսկորներում) և նատրիումը, որը միջբջջային հեղուկում և ցիտոպլազմայում էլեկտրոլիտի դեր է կատարում։ Մագնեզիումը կուտակվում է մկանային հյուսվածքներում և նյարդային բջիջներում, պղինձը՝ լյարդում, երկաթը՝ արյան կարմիր գնդիկների մեջ (կարմիր գույնը պայմանավորված է հենց երկաթի առկայությամբ)։

  • Ֆիզիկական և քիմիական  հատկությունները:

Մետաղների ֆիզիկական հատկություններ

Բոլոր մետաղները (բացի սնդիկից և պայմանականորեն ֆրանսիումից) սովորական պայմաններում գտնվում են պինդ ագրեգատային վիճակում, սակայն ունեն տարբեր կարծրություն։ Ստորև ներկայացված են մի շարք մետաղների կարծրությունները՝ ըստ Մոոսի շարքի.

Մաքուր մետաղների հալման ջերմաստիճանը տատանվում է -39оС-ից (սնդիկ) 3410о С միջակայքում (Վոլֆրամ)։ Մետաղների մեծամասնության հալման ջերմաստիճանը (ալկալիական մետաղներից բացի) բարձր է, սակայն որոշ «նորմալ» մետաղները, ինչպիսիք են օրինակ անագն, գալիումը ու կապարը, կարելի է հալեցնել հասարակ էլեկտրական կամ գազային վառարանի վրա։

Կախված խտությունից՝ մետաղները լինում են թեթև (խտությունը 0,53 ÷ 5 գ/սմ3) և ծանր (5 ÷ 22,5 գ/սմ³)։ Ամենաթեթև մետաղն է լիթիումը ( խտությունը 0.53 գ/սմ³)։ Ամենածանր մետաղը ներկա պահին անվանել հնարավոր չէ, քանի որ ամենածանր մետաղների՝ օսմիումի և իրիդիումի, խտությունները գրեթե հավասար են (մոտ 22.6 գ/սմ³ — ճիշտ 2 անգամ ավելի, քան կապարի խտությունն է), իսկ դրանց ստույգ խտության հաշվումը չափազանց դժվար է՝ դրա համար անհրաժեշտ է լրիվ մաքրել մետաղը, քանի որ յուրաքանչյուր խառնուրդ ցածրացնում է դրանց խտությունը։

Մետաղների մեծամասնությունը պլաստիկ է, այսինքն մետաղյա լարը կարելի է թեքել, և այն չի կոտրվի։ Սա տեղի է ունենում մետաղների ատոմների շերտերի՝ առանց նրանց միջև կապի խախտման տեղաշարժերի պատճառով։ Ամենապլաստիկ մետաղներն են ոսկին, երկաթն ու պղինձը։ Ոսկուց կարելի է պատրաստել 0.003 մմ հաստությամբ թիթեղ, որը կիրառվում է իրեղենի ոսկեպատման համար։ Սակայն ոչ բոլոր մետաղներն են պլաստիկ։ Ցինկի և անագի լարը ճռթճռթում է՝ այն թեքելիս, մանգանն ու բիսմութը, դեֆորմացիայի ենթարկվելիս, գրեթե ընդհանրապես չեն թեքվում, այլ միանգամից կոտրվում են։

Պլաստիկությունը կախված է նաև մետաղի մաքրությունից. այդպես՝ շատ մաքուր քրոմը բավականին պլաստիկ է, սակայն դրանում չնչին խառնուրդի դեպքում, այն դառնում է փխրուն և ավելի կարծր։ Որոշ մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին, արծաթը, կապարը, ալյումինը, օսմիումը, կարող են միաձուլվել իրար հետ, սակայն դա կխլի տասնյակ տարիներ։

Բոլոր մետաղները էլեկտրական հոսանքի լավ հաղորդիչներ են, սա պայմանավորված է դրանց բյուրեղային ցանցում առկա շարժուն էլեկտրոններով, որոնք շարժվում են էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ։ Արծաթը, պղինձն ու ալյումինը ունեն ամենաբարձր էլեկտրահաղորդականությունը, որի պատճառով վերջին երկուսը հաճախակի օգտագործվում են հաղորդալարերի պատրաստման համար։ Բարձր էլեկտրահաղորդականություն ունի նաև նատրիումը։ Փորձարարական տեխնիկայում հայտնի են նատրիումային էլեկտրահաղորդալարերի՝ նատրիումով լցված չժանգոտվող պողպատից խողովակների, կիրառման փորձեր։ Նատրիումի ցածր տեսակարար զանգվածի շնորհիվ, հավասարաչափ դիմադրության դեպքում նատրիումային լարերը ստացվում են պղնձյա և նույնիսկ ալյումինե լարերից զգալիորեն թեթև։

Մետաղների բարձր ջերմահաղորդականությունը նույնպես կախված է ազատ էլեկտրոնների շարժունակությունից։ Այդ պատճառով ջերմահաղորդականության շարքը նման է էլեկտրահաղորդականության շարքին, ուստի ջերմության, ինչպես նաև էլեկտրական հոսանքի ամենալավ հաղորդիչը հանդիսանում է արծաթը։ Նատրիումը նույնպես կիրառվում է, որպես ջերմության լավ հաղորդիչ։ Լայն տարածված է նատրիումի օգտագործումը օրինակ ավտոմոբիլային շարժիչների կափույրների սառեցման և բարելավման համար։

Մետաղների մեծամասնության գույնը գրեթե նունն է՝ բաց մոխրագույն՝ երկնագույն երանգով։ Ոսկին, պղինձն ու ցեզիումը համապատասխանաբար դեղին, կարմիր և բաց դեղին գույնի են։

Մետաղների քիմիական հատկություններ

Լիթիումի քլորիդ

Մետաղների մեծամասնության արտաքին էներգիական մակարդակում առկա է էլեկտրոնների փոքր քանակ (1-3), այդ պատճառով նրանք ռեակցիաների մեծ մասում հանդես են գալիս որպես վերականգնողներ (այսինքն «տալիս են» իրենց էլեկտրոնները)։

Պարզ նյութերի հետ փոխազդեցությունը

  • Թթվածնի հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները, բացի ոսկուց և պլատինից։ Արծաթի հետ փոխազդեցությունը նկատվում է միայն բարձր ջերմաստիճանների դեպքում, սակայն արծաթի (II) օքսիդը գրեթե չի առաջանում, քանի որ այն ջերմապես անկայուն է։ Կախված մետաղի տեսակից՝ ելանյութը կարող է լինել օքսիդ, պերօքսիդ։

{\displaystyle \mathrm {4Li+O_{2}=2Li_{2}O} } լիթիումի օքսիդ
{\displaystyle \mathrm {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2}} } նատրիումի պերօքսիդ
{\displaystyle \mathrm {K+O_{2}=KO_{2}} } 

կալիումի գերրօքսիդ
Պերօքսիդից օքսիդ ստանալու համար պերօքսիդը վերականգնվում է մետաղի միջոցով.
{\displaystyle \mathrm {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O} }
Միջին և ցածր ակտիվության մետաղների հետ ռեակցիան անցնում է տաքացման միջոցով.
{\displaystyle \mathrm {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4}} }
{\displaystyle \mathrm {2Hg+O_{2}=2HgO} }
{\displaystyle \mathrm {2Cu+O_{2}=2CuO} }

  • Ազոտի հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, սենյակային ջերմաստիճանում փոխազդում է միայն լիթիումը՝ կազմելով նիտրիդներ։

{\displaystyle \mathrm {6Li+N_{2}=2Li_{3}N} }
Տաքացման ժամանակ՝ {\displaystyle \mathrm {2Al+N_{2}=2AlN} }
{\displaystyle \mathrm {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2}} }

  • Ծծմբի հետ փոխազդում են բոլոր մետաղները՝ բացի ոսկուց ու պլատինից.

Երկաթը փոխազդում է ծծմբի հետ տաքացման դեպքում, կազմելով սուլֆիդ։
{\displaystyle \mathrm {Fe+S=FeS} }

  • Ջրածնի հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, այսինքն IA և IIA խմերի տարրերը, բացառությամբ բերիլիումի։ Ռեակցիաները իրականացվում են տաքացման դեպքում՝ կազմելով հիդրիդներ։ Ռեակցիաներում մետաղը հանդիսանում է վերականգնող, ջրածնի օքսիդացման աստիճանը -1 է։

{\displaystyle \mathrm {2Na+H_{2}=2NaH} }
{\displaystyle \mathrm {Mg+H_{2}=MgH_{2}} }

  • Ածխածնի հետ փոխազդում են միայն ամենաակտիվ մետաղները, ընդ որում՝ ռեակցիայի ընթացքում ստացվում են ացետիլենիդներ կամ մեթանիդներ։ Ացետիլենիդները ջրի հետ փոխազդելիս տալիս են աթետիլեն, մեթանիդները՝ մեթան։

{\displaystyle \mathrm {Na_{2}C_{2}+2H_{2}O=2NaOH+C_{2}H_{2}} }

  • Ստացումը լաբորատորիայում և  արդյունաբերության  մեջ:

Լաբորատոր պայմաններում ջրածին են ստանում որոշ մետաղների և թթուների (նպատակահարմար է՝ ցինկի ու աղաթթվի) փոխազդեցությունից:

  • Տարրի  միացությունների դերն ու նշանակությունը մարդկանց համար, կիրառությունը:

Բազմազան են թթվածնի կիրառման բնագավառները. տեխնիկայում գործընթացների գրեթե 80 %-ն այս նյութի կիրառման վրա է հիմնված։

  • Մետաղների արտադրություն.

Դոմենային վառարանում թուջի ստացման գործընթացն արագացնելու նպատակով հաճախ թթվածնով հարստացված օդ է կիրառվում։ Մաքուր թթվածնում այրումն ընթանում է մոտ հինգ անգամ արագ, քան օդում։ Մեծ քանակությամբ թթվածին է օգտագործվում նաև պողպատահալման գործընթացում։

  • Մետաղների կտրում, զոդում ու եռակցում.

Ջրածինը (H2) թթվածնի հետ հատուկ այրիչներում այրելիս բոցի ջերմաստիճանը հասնում է մինչև 3200 °C, իսկ ացետիլեն (C2H2) օգտագործելիս՝ նույնիսկ մինչև 3500 °C։ Ացետիլենի այրման ռեակցիայի հավասարումն է.

{\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{2}+5O_{2}\rightarrow 4CO_{2}+2H_{2}O}}}

Այդպիսի բոցն օգտագործվում է մետաղների կտրման (թթվածնի ավելցուկի պայմաններում), զոդման ու եռակցման նպատակներով։

  • Պայթեցումների իրականացում (օգտագործվում է հեղուկ թթվածին),
  • Շնչառության ապահովում (տիեզերանավերում, ինքնաթիռներում, սուզանավերում, բժշկության մեջ),
  • Բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաների իրագործում,
  • Ազոտական ու ծծմբական թթուների, պարարտանյութերի և այլ նյութերի արտադրում,
  • Հրթիռային շարժիչների գործարկում (այստեղ ևս օգտագործվում է հեղուկ թթվածին),
  • Վառելանյութերի այրում (օգտագործվում է հատկապես մեծ քանակություններով թթվածին)։

Ամենակարևորը թթվածինը նպաստում է այրմանը և շնչառությանը։ Այն մեծ չափով նպաստում է մետալուրգիական գործընթացներին՝ թուջի, պողպատի, ինչպես նաև գունավոր մետաղների (Cu, Zn, Sn, Au) արտադրության համար։ Բժշկության մեջ ծանր հիվանդներին տալիս են թթվածին։ Թթվածին ծախսվում է մետաղների կտրման և եռակցման ժամանակ, սուզանավերում, տիեզերանավերում, ջրի տակ աշխատող մարդկանց համար։

Քիմիա

Թթվածին պարբերական համակարգի 2-րդ պարբերության, 6-րդ խմբի քիմիական տարր, կարգահամարը՝ 8, ատոմական զանգվածը՝ 15,9994։ Ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքը 1s22s22p4 է։ Սովորական պայմաններում (0 °C, 760 մմ սնդիկի սյուն) թթվածինը անգույն, անհոտ և անհամ գազ է։

Թթվածինը ամենատարածված քիմիական տարրն է Երկրի վրա։ Կապված թթվածինը կազմում է Երկրի ջրային շերտի զանգվածի 6/7 մասը (85,82 % ըստ զանգվածի), մթնոլորտում, որտեղ նա գտնվում է ազատ վիճակում, պարունակությամբ երկրորդն է (23,15 % ըստ զանգվածի) ազոտից հետո։ Փոփոխությունը օդում 0,1 % -ից չի անցնում։ Մթնոլորտում թթվածնի կորուստը օքսիդացման, այրման, նեխման և շնչառության պատճառով լրացվում է ֆոտոսինթեզով։ Թթվածինը առաջին տեղն է առաջացրած միներալների թվով (1364), որոնց մեջ թթվածնի պարունակությամբ գերակշռում են սիլիկատները, քվարցը, երկաթի օքսիդները, կարբոնատները և սուլֆատները։

Թթվածինը մտնում է բոլոր այն նյութերի բադադրության մեջ, որոնցից կազմված են կենդանի օրգանիզմները, օրինակ, մարդու օրգանիզմը պարունակում է մոտավորապես 65 % թթվածին։ Ունի երեք կայուն իզոտոպ՝ Օ16 (99,75 %), Օ17 (0,037 %) և Օ18 (0,204 %)։ Արհեստականորեն ստացվել են 14, 15 և 19 զանգվածի թվերով ռադիոակտիվ իզոտոպներ։ Թթվածնի բոլոր իզոտոպների միջուկները կազմված են 8 պրոտոնից և համապատասխանաբար 6, 7, 8, 9, 10 և 11 նեյտրոնից, իսկ էլեկտրոնային թաղանթը՝ երկու ներքին և վեց արտաքին էլեկտրոններից։

Նախկինում թթվածնի ատոմին միացություններում վերագրվում էր բացասական 2 լիցք։ Սակայն, ինչպես ցույց տվեցին փորձնական տվյալները, Օ−2 իոն գոյություն չունի ոչ ազատ վիճակում, ոչ էլ միացություններում և թթվածնի բացասական էֆեկտիվ լիցքը չի անցնում մեկից։

Հանդես է գալիս երկու ալոտրոպ ձևափոխությունների տեսքով՝ թթվածին (O2) և օզոն (O3

Բովանդակություն

Առաջին անգամ միմյանցից անկախ թթվածինը ստացել են շվեդ, գիտնական Շեելեն (1769-1970 թվականին՝ մագնեզիումի նիտրատի, թորակների ջերմային քայքայումից) և անգլիացի գիտնական Պրիստելին (1774 թվականին՝ սնդիկի օքսիդի և սուսրի տաքացումից).{\displaystyle {\mathsf {2HgO\ {\xrightarrow {^{o}t}}\ 2Hg+O_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {2HgO\ {\xrightarrow {^{o}t}}\ 2Hg+O_{2}\uparrow }}}

Անվան ծագում

1775 թվականին Ա. Լավուազիեն հաստատեց օդի բաղադրությունը, ցույց տվեց, որ թթվածինը համարվում է թթուների բաղադրիչ մասը և անվանեց այն oxygene — «թթու առաջացնող», այստեղից էլ հայերեն «թթվածին» անվանումը։

Բնության մեջ

Թթվածինը Երկրի կեղևի ամենատարածված էլեմենտն է։ Ազատ վիճակում գտնվում է մթնոլորտային օդում, կապված ձևով մտնում է ջրի, միներալների, լեռնային ապարների, և բոլոր այն բույսերի, որոնցից կազմված են բուսական և կենդանական օրգանիզմները։Երկիր մոլորակի օդային մթնոլորտը կազմված է հիմնականում երկու գազից՝ թթվածնից (O2) և ազոտից (N2)։ Օդի բաղադրությունում թթվածնի ծավալային բաժինը 20,93 % է, իսկ զանգվածայինը՝ 23,15 %։ Սակայն թթվածնի հիմնական զանգվածը մեր մոլորակում պարունակվում է տարբեր միացությունների (բարդ նյութերի) բաղադրությունում։ Երկրագնդի ջրապաշարներում թթվածնի զանգվածային բաժինը 85,82 % է, ավազում՝ 53 %, կավերում, լեռնային ապարներում ու հանքերում՝ մոտավորապես 56 %։ Բոլոր կենդանի օրգանիզմներում պարունակվող նյութերի (ճարպ, շաքար, սպիտակուց և այլն) բաղադրությունում առկա հիմնական տարրերից մեկը թթվածինն է։ Օրինակ՝ մարդու օրգանիզմում թթվածնի զանգվածային բաժինը 65 % է (իսկ ըստ ատոմների՝ 26 %)։

Օդում թթվածնի ծախսը հիմնականում պայմանավորված է նյութերի օքսիդացմամբ, այրմամբ, օրգանական նյութերի նեխմամբ ու կենդանի օրգանիզմների շնչառությամբ։ Սակայն ծախսված թթվածինը վերականգնվում է լուսասինթեզի միջոցով, որը հիմնականում կատարվում է բույսերում։ Կանաչ բույսերում արևի լուսային էներգիան խթանում է ածխաթթու գազի (CO2) և ջրի (H2O) մոլեկուլների միջև քիմիական փոխազդեցություն, որի հետևանքով ածխաթթու գազի ծավալին հավասար թթվածին է անջատվում։ Այդ գործընթացում նաև մի շարք օրգանական միացություններ են առաջանում։ Թթվածինը բնության մեջ յուրօրինակ շրջապտույտ է կատարում։

Ստացում

Բնության մեջ թթվածնի ահռելի ծախսը լրացնում է ֆոտոսինթեզի ռեակցիան, որը ընթանում է լույսի և քլորոֆիլի պայմաններում.{\displaystyle {\mathsf {6CO_{2}+6H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {6CO_{2}+6H_{2}O\rightarrow C_{6}H_{12}O_{6}+6O_{2}\uparrow }}}

Արտադրության մեջ թթվածինը ստացվում է օդից։ Օդը սովորական ճնշման տակ -200°С սառեցնելիս՝ վեր է ածվում բաց երկնագույն հեղուկի, ապա զգույշ տաքացնում են -195°С-ում անջատվում է ազոտը, իսկ -183°С-ում անջատվում է թթվածինը։ Գազային թթվածինը պահում են պողպատե գլանանոթներում (բալոններում) 10-15 ՄՊԱ ճնշման տակ 1 մմ սնդիկի սյան, որը հավասար է 133,3 Պա։

Մաքուր թթվածին ստանում են նաև ջրի էլեկտրոլիզի (էլեկտրատարրալուծման) միջոցով.

Լաբորատորիայում թթվածինը ստանում են թթվածին պարունակող բարդ նյութերի քայքայումից.{\displaystyle {\mathsf {2H_{2}O_{2}\ {\xrightarrow {MnO_{2}}}\ 2H_{2}O+O_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {2H_{2}O_{2}\ {\xrightarrow {MnO_{2}}}\ 2H_{2}O+O_{2}\uparrow }}}{\displaystyle \mathrm {2\,BaO_{2}\ {\xrightarrow {700\,^{\circ }C}}\ 2\,BaO+O_{2}} }{\displaystyle \mathrm {2\,BaO_{2}\ {\xrightarrow {700\,^{\circ }C}}\ 2\,BaO+O_{2}} }{\displaystyle ~\mathrm {2H_{2}O{\xrightarrow {NaOH^{\circ }}}\ 2H_{2}+O_{2}\uparrow } }~\mathrm{2H_2O\xrightarrow{NaOH^\circ }\ 2H_2 +O_2\uparrow}

Կալիումի պերմանգանատը (KMnO4) տաքացնելիս քայքայվում է՝ անգույն գազի (թթվածնի) անջատմամբ.{\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}\rightarrow K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {2KMnO_{4}\rightarrow K_{2}MnO_{4}+MnO_{2}+O_{2}\uparrow }}}

Ստացված թթվածինը կարելի է հավաքել օդը դուրս մղելու եղանակով, քանի որ թթվածնի խտությունը մեծ է օդի խտությունից։

Ջրածնի պերօքսիդով (H2O2) լցված փորձանոթը նույնիսկ ձեռքով տաքացնելիս այդ նյութը քայքայվում է.{\displaystyle {\mathsf {2HgO\rightarrow 2Hg+O_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {2HgO\rightarrow 2Hg+O_{2}\uparrow }}}

Այս ռեակցիան ավելի արագ է ընթանում մանգանի (IV) օքսիդ (MnO2) նյութի ներկայությամբ, որն անվանվում է կատալիզատոր (կատալիզորդ)։

Ֆիզիկական հատկություններ

Համաշխարհային օվիկանոում պարունակվում է առավել շատ սառը ջրում, իսկ ամենիչ քիչ տաք ջրում

Թթվածնին (երկթթվածնին)՝ որպես պարզ նյութի, ծանոթ չլինել չեք կարող, քանի որ բոլորս ենք այդ նյութը շնչում։ Հայտնի է, որ թթվածինը.

  • սովորական պայմաններում գազ է,
  • հոտ չունի,
  • անգույն է,
  • համ չունի,
  • եռում է 90,19 Կ (-182,96 °C) ջերմաստիճանում,
  • գոլորշիանում է 54,8 Կ (-218,35 °C) ջերմաստիճանում,
  • հեղուկ և պինդ վիճակում երկնագույն է,
  • հեղուկ վիճակում դեպի մագնիսն է ձգվում

Թթվածնի խտությունը 0 °C ջերմաստիճանում և 101 կՊա ճնշման տակ հավասար է 1,43 գ/լ, ինչը 1,11 անգամ մեծ է օդի խտությունից։ Թթվածինը ջրում քիչ է լուծվում. 20 °C ջերմաստիճանում 100 ծավալ ջրում լուծվում է 3 ծավալ թթվածին, որն էլ, ապահովում է ջրային կենդանիների ու բույսերի շնչառությունը։

Ջերմաստիճանը բարձրացնելիս թթվածնի, ինչպես և՝ ցանկացած այլ գազի, լուծելիությունը ջրում նվազում է, իսկ իջեցնելիս՝ աճում։ Օրինակ՝ 0 °C ջերմաստիճանում թթվածնի լուծելիությունը 100 ծավալ ջրում 5 ծավալ է, և այդ հանգամանքի հետ է մասամբ կապված հյուսիսային ծովերի ձկնառատությունը։Թթվածնի հատկություններն ուսումնասիրելու համար այն պետք է ստանալ մաքուր վիճակում:Շվեդացի գիտնական Կարլ Շելեն 1771թ.առաջին անգամ անգամ թթվածին ստացել,ապա անգլիացի քիմիկոս Ջոզեֆ Փրիսթլին1774թ. կարմիր սնդիկի օքսիդի HgO քայքայումից.

Քիմիական հատկություններ

Թթվածինն ազատ վիճակում քիմիապես ակտիվ պարզ նյութերից է ու հեշտությամբ փոխազդում է մեծ թվով պարզ և բարդ նյութերի հետ։

  • Թթվածնի փոխազդեցությունը ոչ մետաղների հետ.

Թթվածնի հետ անմիջականորեն փոխազդում են գրեթե բոլոր ոչ մետաղները՝ ֆտորից (F2), քլորից (Cl2), բրոմից (Br2) և յոդից (J2) բացի։

Փոխազդում է ածխի հետ։{\displaystyle {\mathsf {C+O_{2}\rightarrow CO_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {C+O_{2}\rightarrow CO_{2}\uparrow }}}

Կարևոր է նշել, որ թթվածնի պակասի դեպքում ածխի այրումից առաջանում է խիստ վտանգավոր գազ՝ ածխածնի (II) օքսիդ (CO՝ շմոլ գազ).{\displaystyle {\mathsf {2C+O_{2}\rightarrow 2CO\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {2C+O_{2}\rightarrow 2CO\uparrow }}}

Սենյակային ջերմաստիճանում ծծումբը նույնիսկ մաքուր թթվածնում չի փոփոխվում, բայց օդում տաքացնելիս այրվում է թույլ երկնագույն բոցով։{\displaystyle {\mathsf {S+O_{2}\rightarrow SO_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {S+O_{2}\rightarrow SO_{2}\uparrow }}}

Փոխազդում է ֆոսֆորի հետ.{\displaystyle {\mathsf {4P+5O_{2}\rightarrow 2P_{2}O_{5}}}}{\displaystyle {\mathsf {4P+5O_{2}\rightarrow 2P_{2}O_{5}}}}

Այս ռեակցիան սկսելու համար անհրաժեշտ է բարձր ջերմաստիճան ռեակցիան ընթանում է ինքնաբերաբար՝ լույսի ու ջերմության անջատմամբ։

  • Փոխազդեցությունը մետաղների հետ.

Թթվածնի հետ անմիջականորեն փոխազդում են նաև գրեթե բոլոր մետաղները, օրինակ՝ ոսկին (Au)։ Այդպիսի ռեակցիաներն սկսելու համար սովորաբար տաքացում է պահանջվում.{\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}\rightarrow Na_{2}O_{2}}}}{\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}\rightarrow Na_{2}O_{2}}}}

Օդում մագնեզիումը (Mg) այրվում է շլացուցիչ բոցով, ռեակցիայի հետևանքով առաջանում է սպիտակ փոշի՝ մագնեզիումի օքսիդ.{\displaystyle {\mathsf {2Mg+O_{2}\rightarrow 2MgO}}}{\displaystyle {\mathsf {2Mg+O_{2}\rightarrow 2MgO}}}{\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}\rightarrow Fe_{3}O_{4}}}}{\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}\rightarrow Fe_{3}O_{4}}}}

Պղինձը (Cu) միանում է թթվածնին՝ առաջացնելով սև փոշի՝ պղնձի (II) օքսիդ (CuO).{\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}\rightarrow 2CuO}}}{\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}\rightarrow 2CuO}}}

  • Թթվածնով օքսիդանում են նաև բարդ նյութերը.

{\displaystyle {\mathsf {2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}}}{\displaystyle {\mathsf {2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}}}{\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}}}{\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}}}

Կիրառություն

Բալոններում խտացված մաքուր թթվածինը օգտագործվում է մեծ բարձրություններում և ստորգետնյա աշխատանքներում

Բազմազան են թթվածնի կիրառման բնագավառները. տեխնիկայում գործընթացների գրեթե 80 %-ն այս նյութի կիրառման վրա է հիմնված։

  • Մետաղների արտադրություն.

Դոմենային վառարանում թուջի ստացման գործընթացն արագացնելու նպատակով հաճախ թթվածնով հարստացված օդ է կիրառվում։ Մաքուր թթվածնում այրումն ընթանում է մոտ հինգ անգամ արագ, քան օդում։ Մեծ քանակությամբ թթվածին է օգտագործվում նաև պողպատահալման գործընթացում։

  • Մետաղների կտրում, զոդում ու եռակցում.

Ջրածինը (H2) թթվածնի հետ հատուկ այրիչներում այրելիս բոցի ջերմաստիճանը հասնում է մինչև 3200 °C, իսկ ացետիլեն (C2H2) օգտագործելիս՝ նույնիսկ մինչև 3500 °C։ Ացետիլենի այրման ռեակցիայի հավասարումն է.{\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{2}+5O_{2}\rightarrow 4CO_{2}+2H_{2}O}}}{\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{2}+5O_{2}\rightarrow 4CO_{2}+2H_{2}O}}}

Այդպիսի բոցն օգտագործվում է մետաղների կտրման (թթվածնի ավելցուկի պայմաններում), զոդման ու եռակցման նպատակներով։

  • Պայթեցումների իրականացում (օգտագործվում է հեղուկ թթվածին),
  • Շնչառության ապահովում (տիեզերանավերում, ինքնաթիռներում, սուզանավերում, բժշկության մեջ),
  • Բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաների իրագործում,
  • Ազոտական ու ծծմբական թթուների, պարարտանյութերի և այլ նյութերի արտադրում,
  • Հրթիռային շարժիչների գործարկում (այստեղ ևս օգտագործվում է հեղուկ թթվածին),
  • Վառելանյութերի այրում (օգտագործվում է հատկապես մեծ քանակություններով թթվածին)։

Ամենակարևորը թթվածինը նպաստում է այրմանը և շնչառությանը։ Այն մեծ չափով նպաստում է մետալուրգիական գործընթացներին՝ թուջի, պողպատի, ինչպես նաև գունավոր մետաղների (Cu, Zn, Sn, Au) արտադրության համար։ Բժշկության մեջ ծանր հիվանդներին տալիս են թթվածին։ Թթվածին ծախսվում է մետաղների կտրման և եռակցման ժամանակ, սուզանավերում, տիեզերանավերում, ջրի տակ աշխատող մարդկանց համար։

Քիմիա

Նախագծի անվանումը՝ <<Ազոտ։ Փոսֆոր >> 

Նախագծի բովանդակությունը՝

 * — 5֊րդ խմբի գլխավոր. ենթախմբի տարրերի ընդհանուր բնութագիրը։

5-րդ խմբի տարրերից առավել մեծ նշանակություն ունեն ազոտը և ֆոսֆորը։

5-րդ խմբի ոչ մետաղներն ենˋ ազոտ՝ ˋN, ֆոսֆորˋ P, արսենˋ As, ծարիր՝ ˋSb և բիսմութˋ Bi, տարրերը։ Դրանք բոլորն էլ p-տարերր են, արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում ունեն հնգական էլեկտրոն։

*- Ազոտ և ֆոսֆոր տարրերի ատոմների բաղադրությունը և էլեկտրոնային թաղանթի կառուցվածքը, վալենտականությունը և օքսիդացման աստիճանը միացություններում:

Կարգահամարը՝ 15, ատոմական զանգվածը՝ 30,97376։ Թաղանթների կառուցվածքն է՝ 3s2Зр3, К և Լ Հեղուկ և գազային ֆոսֆորը բաղկացած է P4 մոլեկուլներից է -3, +3 և +5 օքսիդացման աստիճաններ։

*- Ազոտ պարզ նյութի բանաձևը, մոլեկուլի կառուցվածքը, ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները, օդի բաղադրությունը:

Բյուրեղացանցի կառուցվածք, խորանարդ, Պարզ նյութ ազոտը (CAS-համարը 7727-37-9), 4 Ստացում: 5 Ֆիզիկական հատկություններ; 6 Քիմիական օդի բաղադրության մեջ ծավալային՝ 78.09%-ը:

— ազոտի օքսիդները. ազոտական թթուն և նրա աղերը։

Ազոտական թթու և նրա աղերը չի անջատում, այլ անջատում է ազոտի օքսիդները։

— Ֆոսֆորի պարզ նյութերը` կարմիր և սպիտակ ֆոսֆոր, հատկությունները: 

Հեղուկ և գազային ֆոսֆորը բաղկացած է P4 օքսիդացնող հատկությունները շատ թույլ են են՝ սպիտակ ֆոսֆորը և կարմիր ֆոսֆորը։ Քիմիապես կայուն բյուրե¬ ղական նյութեր են` 2 P + 3:

* — Օրթոֆոսֆորական  թթուն և նրա աղեը։

Օրթոֆոսֆորական թթուն կամ իր լուծելի աղերը կարելի է հայտնաբերել դրանց վրա արծաթի նիտրատի լուծույթով ազդելով։ Նկատվում է դեղին գույնի նստվածք (չեզոք միջավայր)։

*- Ազոտական և ֆոսֆորական  պարարտանյութեր։

Ֆոսֆորային ալյուր և ոսկրալյուր, ֆոսֆորիտը մշակում են ֆոսֆորական թթվով և ստանում ահամրվում է նաև ազոտային պարարտանյութ։

Լաբորատոր փորձեր՝ Ազոտ Ֆոսֆոր

Ոչ մետաղ→ թթվային օքսիդ→ թթու→ աղ` P→P2O5→H3PO4 →Na3PO4

P O2, P2O5-1

P+O2 -> P2 O5

P2 O5+H2O -t> H3 PO4

հիմք +1 -3

Na OH+H3PO4 -> Na PO4 +H2O

4P+5O2 -> 2P2O5

P2 O5+3H2O -t> 2H3PO4

հիմք +1 -3

3Na OH+H3PO4 -> Na PO4 +3H2O

Լուցկու այրման ռեակցիաները…

Թեմատիկ հարցեր և վարժություններ.   

1.- Ո՞ր  տարրերն են   ընդգրկված 5֊րդ խմբի գլխավոր ենթախմբում…

5-րդ խմբի ոչ մետաղներ։ 5-րդ խմբի ոչ մետաղներն ենˋ ազոտ՝ ˋN, ֆոսֆորˋ P, արսենˋ As, ծարիր՝ ˋSb և բիսմութˋ Bi, տարրերը։ Դրանք բոլորն էլ p-տարերր են, արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում ունեն հնգական էլեկտրոն։“

5-րդ խմբի տարրերից առավել մեծ նշանակություն ունեն ազոտը և ֆոսֆորը։ Արսենի միացությունները թունավոր են։ «Սպիտակ արսենը» միջին դարերում օգտագործվել է որպես թույն։ Գինեթթվի անտիմոնային աղը երկար ժամանակ օգտագործվել է բժշկության մեջ։ Ծարիրը և բիսմութը մտնում են որոշ համաձուլվածքների բաղադրության մեջ։

Քննարկվող ենթախմբի տարրերի ատոմների արտաքին էներգիական մակարդակում առկա է հնգական էլեկտրոն, որոնցից երեքը զույգված չեն։ Դրանից բխում է, որ այս ենթախմբի տարրերի ատոմը կարող է այլ տարրերի ատոմներից երեք էլեկտրոն միացնելˋ համապաստխան միացություններում -3 օքսիդացման աստիճան դրսևորելով։ Սակայն դա տեղի է ունենում միայն իրենցից ավելի փոքր էլեկրաբացասականությամբ տարրերի, օրինակˋ ջրածնի ու մետաղների ատոմներին միանալիս։

Իսկ իրենցից ավելի մեծ էլեկտրաբացասականությամբ տարրերի ատոմներին միանալիս 5-րդ խմբի տարրերի ատոմներն էլեկտրոններ են տրամադրում ու դրական լիցքավորում։

Ազոտի ատոմի արտաքին էներգիական մակարդակում թափուր օրբիտալներ չկան, և այդ ատոմը չի կարող գրգռվել։ Ահա թե ինչու ազոտի բնութագրական վալենտականությունը 3 է։ Սակայն, դոնորակցեպտորային մեխանիզմով չորրորդ կապն առաջանալիս ազոտի ատոմը կարող է և քառավալենտ լինել։

2.-Ո՞ր տարրի  մոտ է ավելի ուժեղ արտահայտված  ոչ մետաղական հատկությունները ազոտի՞.թե `ֆոսֆոր՞. ինչո՞ւ. …

Ազոտն ու Ֆոսֆորը տիպական ոչ մետաղներ են, արսենն ու ծարիրը երկդիմի տարրեր են, իսկ բիսմութը մետաղ է։ Ազոտի մոլեկուլը երկատոմ է, իսկ ենթախմբի մնացած տարրերի առաջացրած պարզ նյութերի մոլեկուլները բարձր ջերմաստիճաններումˋ գազային վիճակում, հիմնականում 4-ական ատոմներից են կազմված։

3.- Ինչո՞ւ  են  ազոտը և ֆոսֆորը համարվում կենսական  տարրեր…

Կենսական տարրեր են կոչվում այն տարրերը, որոնք առաջացնում են բարդ օրգանական նյութեր, որոնք էլ ապահովում են օրգանիզմների կենսագործունեությունը և քանի որ ազոտը և ֆոսֆորն ունեն այդպիսի հատկությունները, համարվում են կենսական տարրեր:

4.-Ի՞նչ պայմաններ են անհրաժեշտ  բույսերի աճման  համար…

Բույսերի շարքին են պատկանում նաև ջրիմուռները կամ նրանց խմբերից որոշները։ Բույսերը (առաջին հերթին ծաղկավորները) ներկայանում են զանազան կենսաձևերով. նրանց մեջ տարբերում են ծառեր, թփեր, խոտաբույսեր և այլն։ Բույսերը հանդիսանում են բուսաբանական ուսմունքի կողմից ուսումնասիրվող կարևոր օբյեկտ։ Բույսերի ամենակարևոր տարբերությունը կենդանի օրգանիզմների մեծամասնությունից ինքնասուն (ավտոտրոֆ) լինելն է, այսինքն՝ իրենց աճման ու զարգացման համար անհրաժեշտ օրգանական նյութերը սինթեզում են իրենք։ Բույսերի պաշարային սննդանյութը օսլան է, որը կուտակվում է բջջի քլորոպլաստներում։

5.- Ինչո՞ւ են  հողին տալիս  պարարտանյութեր, ինչպիսի՞ պարարտանյութեր գիտեք….

Օրգանական, անօրգանական (հանքային) և կենսաբանական (հիմնականում բակտերիալ) նյութեր։

*6. Ւ՞նչ  է  պարարտանյութը….

Պարարտանյութերը, այն նյութեր են, որոնք օգտագործվում են հողի հատկությունները և բույսերի սննդառությունը բարելավելու ու բերքատվությունը բարձրացնելու նպատակով։ Պարարտանյութերը բարձրացնում են հողի բերրիությունը, բարելավում սննդային, ջրային, ջերմային և օդային ռեժիմները, ֆիզիկական, քիմիական ու կենսաբանական հատկությունները, բարձրացնում մշակաբույսերի բերքատվությունը և լավացնում բերքի որակը։ Պարարտանյութերի արդյունավետությունը կախված է մշակաբույսերի կենսաբանական առանձնահատկություններից, հողում սննդատարրերի պարունակությունից, խոնավությունից, հողի լուծույթի ռեակցիայից և այլն։ Պարարտանյութերը բերքի մեծ հավելում են տալիս, երբ հողը նաև ոռոգվում է։ Բերքի հետ ամեն տարի հողից հեռանում են զգալի քանակի սննդանյութեր, որի հետևանքով հողի բերրիությունն ընկնում է։ Պարարտանյութերի կիրառմամբ լրացվում է հողից հեռացված սննդանյութերի քանակությունը։ Պարարտանյութերի կիրառումից առավելագույն արդյունք ստանալու համար անհրաժեշտ է այն ճիշտ օգտագործել՝ ելնելով հողի ագրոքիմիական հատկություններից և պարարտացվող մշակաբույսի սննդառության առանձնահատկություններից։

Դասագրքից սովորել «Ազոտ »  և «Ֆոսֆոր «թեմաները  և  կատարել վարժություններ. Էջ 95. 103. 111֊112. 120.  124

Անհատական-հետազոտական աշխատանք՝<<Հողի աղտոտումը  պեստիցիդների, ագրոքիմիկատների և կենսապատրաստուկների վնասակար մնացորդներով>>

Սովորողները  ինքնուրույն  փնտրելու  են  հետևյալ  հարցերի  պատասխանները.

  • Ի՞նչ է հողը, հողի բաղադրությունը 
  • Որո՞ նք են բույսերի պաշտպանության միջոցները՝ բույսերի վնասակար օրգանիզմների կանխարգելման, դրանց դեմ պայքարի և վերացման համար կիրառվող քիմիական, կենսաբանական միջոցները
  • Ինչպե՞ ս են  բույսերը   պաշտպանում՝` բույսերի, բուսական արտադրանքի աճեցման, փորձարկման, պահպանման և փոխադրման վայրերում վնասակար օրգանիզմների դեմ քիմիական և կենսաբանական պայքարի միջոցների օգտագործում
  • Ի՞նչ են  ագրոքիմիկատները` պարարտանյութերը, քիմիական հողաբարելավիչները, որոնք նախատեսված են բույսերի սնուցման, հողերի բերրիության բարելավման համար.
  • Ի՞նչ է պեստիցիդը` բույսերի պաշտպանության միջոց, ցանկացած նյութ կամ նյութերի խառնուրդ, որը նախատեսված է որոշակի վնասատուների (ներառյալ մարդկանց և կենդանիների հիվանդություններ փոխանցողների, սննդամթերքի, գյուղատնտեսական արտադրանքի, փայտանյութի, կենդանիների կերերի արտադրության, վերամշակման, փոխադրման, իրացման գործընթացներին խանգարող և խոչընդոտող վնասատուների), բույսերի և սնկերի անցանկալի տեսակների կանխարգելման, ոչնչացման կամ պայքարի համար: Պեստիցիդների խմբում ներառված են միջատասպանները (ինսեկտիցիդներ), կրծողների դեմ պայքարի միջոցները (ռոտենդիցիդներ).
  • Ի՞նչ է սնկասպանները (ֆունգիցիդներ), մոլախոտերի դեմ պայքարի համար նախատեսված նյութերը (հերբիցիդներ), բույսերի աճի կարգավորիչները, ֆերոմոնները, դեֆոլիանտները, դեսիկանտները: Գիտելիքի ինքնաստուգման առաջադրանքներ՝

Քիմիա

«Թեմատիկ հարցեր  և  վարժություններ»՝
*1. Ինչո՞ւ  են 7-րդ  խմբի գլխավոր  ենթախմբի տարրերին անվանում «հալոգեններ». 

7-րդ խմբի գլխավոր (Ա) ենթախմբի տարրերը՝ ֆտոր, քլոր, բրոմ, յոդ, աստատ։ Այդ անունը ստացել են այն պատճառով, որ բազմաթիվ մետաղների հետ առաջացնում են մեծ գործածություն ունեցող աղեր։

                                                   *2. Ինչո՞ւ են հալոգենները
համարվում կենսական տարրեր…

Հալոգենները կենսական տարրեր են համարվում, որովհետև առաջացնում են բարդ օրգանական նյութեր և ապահովում են օրգանիզմների կենսագործունեությունը:

*3. Որո՞նք են հալոգենների
միացությունների դերը մարդու
օրգանիզմում….

Բոլոր հալոգենները ոչ մետաղներ են, առաջացնում են այնպիսի միացություններ, ևս, որոնք կոչվում են բրոմաջուր և յոդաջուր, Մարդու օրգանիզմը պարունակում է շուրջ 25 մգ յոդ:
*4. Կարելի՞ է խմելու ջուրը
ախտահանել քլորով… Պատասխանը հիմնավորեք…

Ծորակից հոսող խմելու ջուրը կարելի է հեշտությամբ ստուգել հասարակ թեստերի օգնությամբ, որը կօգնի ուսումնասիրել ջրի քանակությունն ու դրանում պարունակվող քլորի քանակությունը:
Բժիշկները ջուրն օգտագործելուց առաջ խորհուրդ են տալիս մաքրել այն, քանի որ քլորը կարող է շատ վնասակար լինել առողջության համար: Քլորացված ջրի գործածությունը բարձրացնում է միզապարկի քաղցկեղի առաջացման հավանականությունը, բարձրացնում արյան մեջ խոլեստերինի մակարդակը, առաջացնում է ալերգիաներ ու ասթմա: Այն կարող է նաև վնաս հասցնել մաշկին, աչքերին և շնչառական ուղիներին, ուստի ջուրը քլորից մաքրելը շատ կարևոր է:


*5. Ի՞նչ է ժավելաջուրը…

Ժավելաջուր, ժավելյան ջուրը առաջին անգամ արտադրվել է 1792 թվականին Փարիզի Ժավել արվարձանում, այդտեղից էլ անվանումը։ Կալիումի հիպոքլորիդի՝ KClO (հաճախ նաև՝ Բերթոլեի աղ) և Կալիումի քլորիդի՝ KCl ջրային լուծույթն է։ Ստացվել է Ֆրանսիացի քիմիկոս Կլոդ Բերթոլեի առաջարկով՝ սառը պայմաններում քլորը անցկացնելով KOH ջրային լուծույթի միջով։ Օժտված է սպիտակեցնելու հատկությամբ։ Կիրառվում է թղթի և տեքստիլ արդյունաբերության մեջ։ Հաճախ «ժավելաջուր» է անվանվում նաև նատրիումի հիպոքլորիդը՝ NaClO, որը օժտված է նույն հատկություններով, ավելի էժան և հեշտ եղանակով է ստացվում։ Հայաստանում արտադրվում է 7-8%-անոց լուծույթը և «սպիտակեցնող հեղուկ» անվամբ կիրառվում է կենցաղում։


*6. Ի՞նչ է քլորակիրը…

Քլորակիրը՝ կալցիումի հիդրօքսիդի և քլորի փոխազդեցության արդյունք է, Са(ОС1)2, СаС12, Са(ОН)2 և բյուրեղաջուր պարունակող բարդ կոմպլեքս է։

*7. Աղաթթվի  ո՞ր  աղի  0.9%-անոց ջրային  լուծույթն  է  կոչվում «ֆիզիոլոգիական լուծույթ»

*8.  Կատարեք  հաշվարկ.<<1 կգ   «ֆիզիոլոգիական լուծույթ»  պատրաստելու  համար քանի՞գրամ  աղ  և  ջուր  պետք  է  վերցնել:

Մարտի  15-ից   19-ը՝ Լաբորատոր  փորձեր՝ ՙՔլորաջրածնական  թթվի (աղաթթվի) ֆիզիկաքիմիական  հատկությունները:

փորձ 1

Աղաթթվի փոխազդեցությունը ակտիվ մետացներից Zn, Mg, Al-ի հետ:

փորձ 2

չեզոքացման ռեակցիա

Սովորել  դասագրքից`  էջ  41-ից  56-ը: Նախապատրաստվել  լաբորատոր  աշխատանքին` <<Աղաթթվի  ֆիզկական  և  քիմիական  հատկությունները>>:

Քիմիա

Մարտի  1-ից   13-ը՝ Նախագիծ՝ <<Տարրերի  քիմիա` Ոչմետաղներ. Հալոգեններ>>

Բովանդակությունը. 7- րդ  խմբի  գլխավոր  ենթախումբի` հալոգենների F, Cl, Br, I, At  ընդհանուր  բնութագիրը, ատոմների  կառուցվածքն  ու  հատկությունները, պարզ  նյութերի  ընդհանուր  բնութագիրը, հալոգենների  ջրածնային  միացությունները: Քլորի ընդհանուր բնութագիրը, ատոմի կառուցվածքը, տարածվածությունը  բնության մեջ, ֆիզիկական  և  քիմիական հատկությունները,ստացումը,կիրառումը:Քլորաջրածնական  թթվի (աղաթթվի)  ֆիզիկաքիմիական  հատկությունները  և  իր  աղերը:

Անհատական-հետազոտական  աշխատանքի  թեման— <<Հալոգենների, դրանց  միացությունների  կիրառությունը  և  կենսաբանական  դերը>>

Պարզ նյութը դրվում է ինդեքսով՝ F2, Cl2, Br2, J2, At2: F2, Cl2, ամենաթունավոր գազերից են, Br2-ը հեղուկ է, J-ը ամենաթունավոր նյութն է: Հայաստանում ջուրը աղտահանվում է քլորով: Քլոր գազը փոխազդում է ջրի հետ և առաջացնում է HQ+HOQ և դոչվում է հիպոքլորային թթու:

Առաջադրանք 1. 7-րդ խմբի գլխավոր
ենթախմբի տարրերի
ընդհանուր բնութագիրը

VII A խմբի՝ VII խմբի գլխավոր ենթախմբի տարերն են Ֆտորը՝ F, քլորը՝ Cl, բրոմը՝ Br, յոդը ՝ J, աստարը՝ At:
Առաջադրանք 2.Հալոգենների
տարածվածությունը բնության
մեջ

 Լինելով ուժեղ ոչ մետաղներ, այսինքն` ուժեղ օքսիդիչներ, հալոգենները բնության մեջ բացառապես հանդիպում են միացությունների ձևով, վերականգնված վիճակում, ցուցաբերելով –1 օքսիդացման աստիճան:

Ֆտոր միջուկի լիցքը + 9, ատոմի զանգվածը 19, ունի մեկ կայուն իզոտոպ` կազմում է երկրի կեղևի 6.25 · 10 –2 %-ը ըստ զանգվածի: Հանդիպում է ֆտորոսպար (հալասպար) CaF2, միներալի ձևով, որը մածուցիկ շլակ է (լատ. fluo-հոսել բառից, որից և ծագել է տարրի անունը): Na3AlF6-կրիոլիտ,  ֆտորոպատիտ` 3Ca3(PO4)2 · CaF2 միներալների ձևով:

    Քլոր միջուկի լիցքը +17, միջին իզոտոպային ատոմական զանգվածը 35.45, ունի երկու կայուն իզոտոպ` 35Cl — 75.77%  և  37Cl — 24.23%: Կազմում է երկրի կեղևի 4.5 · 10 –2 %-ը: Անունը ծագել է հունարեն Chlorus-դեղնականաչավուն բառից: Ամենատարածված բնական միացությունը գալիտ միներալն է` NaCl (կերակրի աղ), որը գտնվում է պինդ քարաղի ձևով, ինչպես նաև ծովերի և օվկիանոսների ջրերում: Տարածված են նաև սիլվին` KCl, կաոնալիտ` KCl · MgCl2 · 6H2O, կաինիտ` KCl · MgSO4 · 3H2O միներալները:

Բրոմ միջուկի լիցքը +35, միջին իզոտոպային ատոմական զանգվածը` 79.9, կազմված է երկու կայուն իզոտոպներից` 79Br — 50·54% և 81Br — 49 · 46%: Անունը ծագել է լատիներեն bromos-գարշահոտ բառից: Կազմում է երկրի կեղևի 3.10-5%-ը::

Յոդ միջուկի լիցքը +53, միջին իզոտոպային ատոմական զանգվածը` 126.99, կազմված է հիմնականում մեկ կայուն իզոտոպից 127J: Անունը ծագել է դրա գույնից, jodus-մանուշակի գույն բառից: Կազմում է երկրի կեղևի 1.10-4%-ը:

Բրոմը և յոդը բնության մեջ գտնվում են կալիումի, նատրիումի և մագնեզիումի աղերի ձևով, ծովի ջրերում, յոդի միացությունները` որոշ ջրիմուռների հյուսվածքներում: Այդ ջրիմուռների մոխիրը յոդի ստացման հումքն է հանդիսանում: Յոդ պարունակում է նաև ստորերկրյա հորատաջրերում: Յոդը հանդիպում է նաև կալիումի յոդատ` KJO3 և պերյոդատ KJO4 աղերի ձևով:


Առաջադրանք 3. Հալոգենների ատոմների
բաղադրությունը և
կառուցվածքը

ՀալոգենFClBrIAt
Ատոմային համարը917355385
Վալենտային էլեկտրոնները2s²2p53s²3p54s²4p55s²5p56s²6p5
Ատոմի շառավիղը, նմ0.0640.0990.1140.1330.144
Իոնի (R) շառավիղը, նմ0.1330.1810.1950.2200.23
Իոնացման էներգիան, կՋ/մոլ1.68 x 1031.25 x 1031.14 x 1031.01 x 1030.89 x 103
Խնամակցություն էլեկտրոնի նկատմամբ, կՋ/մոլ3.38 x 1023.47 x 1023.38 x 1023.18 x 102
Պարունակությունը երկրակևեղում,% ըստ զանգվածի2.7 x 10−24.5 x 10−21.6 x 10−44 x 1010−5հետքեր

Ինչպես երևում է աղյուսակից, շառավիղները ատոմային համարի մեծացման հետ մեծանում են, որ բացատրվում է էլեկտրոնային շերտերի ավելացմամբ, ինչն իր հերթին պայմանավորված է պարբերության համարի աճմամբ։ Շառավիղի մեծացումը հանգեցնում է տարրի՝ էլեկտրոն տալու հեշտացմանը, ինչը դրսևորվում է իոնացման էներգիայի արժեքների փոքրացման մեջ։

ՀալոգենՄոլեկուլըԿառուցվածքըՄոդելըd (X−X) / pm
(գազի փուլը)
d (X−X) / pm
(պինդ փուլ)
ՖտորF2Difluorine-2D-dimensions.pngFluorine-3D-vdW.png143149
ՔլորCl2Dichlorine-2D-dimensions.pngChlorine-3D-vdW.png199198
ԲրոմBr2Dibromine-2D-dimensions.pngBromine-3D-vdW.png228227
ՅոդI2Diiodine-2D-dimensions.pngIodine-3D-vdW.png266272
ԱստատAt2


Առաջադրանք 4. Քլորի վալենտականությունը
և օքսիդացման աստիճանը
միացություններում

Օքսիդացման աստիճաններ, 7, 6, 5, 4, 3, 1, 0, −1 ձևով 35Cl և37Cl։ Քլորի բնական միացություններն են՝ Քլորը թունավոր գազ է, և որպեսզի անոթից այն չտարածվի  Վալենտականություն, ՀնարավորՕքսիդացման աստիճաններ: 7, 6, 5, 4, 3, 1, 0, Ատոմի շառավիղ: 100 պմԷլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա: 3s2 3p5Ատոմային զանգված մոլային զանգվածով


Առաջադրանք 5.Հալոգեն պարզ նյութերի
ֆիզիկա քիմիական
հատկությունները

Ֆիզիկական հատկություններ

Ֆտորը և քլորը խեղդող հոտով թունավոր գազեր են։ Բրոմը գորշ գույնի գարշահոտ հեղուկ է։ Յոդն ու աստատը պինդ նյութեր են՝ որոշակի մետաղական հատկություններով։ Յոդը բյուրեղային նյութ է, ունի սուբլիմվելու հատկություն։

Հալոգեններն օժտված են մեծ էլեկտրաբացասականությամբ, ունեն ուրիշ ատոմներից իրենց էլեկտրոն միացնելու մեծ հակում։ Ատոմների շառավիղի մեծացման հետ էլեկտրոն միացնելու ուժը որոշ չափով պակասում է, որն արտահայտվում է էլեկտրոնի նկատմամբ խնամակցության էներգիայի արժեքների փոքրացմամբ։ Որը այն էներգիան է, որն անջատվում է, երբ ատոմն իրեն է միացնում մեկ էլեկտրոն։

Հալոգենները p-տարրեր են, արտաքին շերտում ունեն յոթ էլեկտրոն և էլեկտրոնային ութնյակ լրացնելու համար ընդունում են մեկ էլեկտրոն` ցուցաբերելով -1 օքսիդացման աստիճան։ Սա այն օքսիդացման աստիճանն է, որ հալոգենները դրսևորում են` որպես տիպիկ ոչմետաղներ առավել շատ միացություններում՝ հալոգենաջրածիններում և հալոգենիդներում։ Ֆտորից բացի, մյուս հալոգենները առաջացնում են այնպիսի միացություններ, որոնցում հանդես են բերում նաև դրական՝ հիմնականում +1, +3, +5, +7, երբեմն էլ միջանկյալ օքսիդացման աստիճաններ։

Ֆտորի ատոմում՝ 2-րդ էներգիական մակարդակում, չկա d-օրբիտալ, հետևաբար այդ տարրին, շնորհիվ իր մեկ չզույգված էլեկտրոնի, բնորոշ է 1 վալենտականությունը։

Մյուս հալոգենները ցուցաբերում են նաև բարձր վալենտականություններ՝ հիմնականում 3, 5, 7, որովհետև ունեն d-օրբիտալներ և p-ից d էլեկտրոնների անցման հնարավորություն։

Պարզ նյութՀալման ջերմաստիճան, °CԵռման ջերմաստիճան, °C
F2−220−188
Cl2−101−34
Br2−758
I2113,5184,885
At2244309

Հալոգենները սովորական ջերմաստիճաններում հանդես են գալիս երկատոմանի մոլեկուլներից բաղկացած պարզ նյութերի ձևով.
{\displaystyle {\mathsf {\Leftarrow F_{2},Cl_{2},Br_{2},I_{2},At_{2}\Rightarrow }}}{\mathsf  {\Leftarrow F_{2},Cl_{2},Br_{2},I_{2},At_{2}\Rightarrow }}
Մոլեկուլային զանգվածի մեծացման հետ օրինաչափորեն փոխվում են նաև պարզ նյութերի ֆիզիկական վիճակները։

Հալոգենները չափազանց ակտիվ նյութեր են, եռանդուն կերպով փոխազդում են ջրածնի, մյուս ոչմետաղների և մետաղների հետ՝ առաջացնելով հալոգենիդներ և հալոգենաջրածիններ։ Բազմաթիվ կիրառություններ ունեն հալոգենների թթվածնային թթուներն ու դրանց աղերը։

XX2HXBX3AlX3CX4
F159574645582456
Cl243428444427327
Br193363368360272
I151294272285239

Բոլոր հալոգենները ոչ մետաղներ են։ Ունեն 7 էլեկտրոններ, համարվում են օքսիդիչներ։ Ամենաուժեղ օքսիդիչը ֆտորն է։ Բոլոր հալոգենները (բացի ֆտորը, որը ունի հաստատուն օքսիդացման աստիճան -1) ունեն տարբեր օքսիդացման աստիճաններ մինչև +7 օքսիդացման աստիճան, որը բացատրվում է d ազատ օրբիտալով։

Աստատը բնության մեջ չկա, ստացվել է արհեստական եղանակով։ Վալենտային էլեկտրոները ns2np5, հեշտությամբ միացնելով 1 էլեկտրոն ավարտուն են դարձնում իրենց արտաքին շերտը HaL+1e=Hal−1։ Հալոգենների օքսիդիչ հատկությունները փոքրանում է F>Cl>Br>J>At այս շարքում յուրաքանչյուր նախորդ տարր դուրս է մղում հաջորդին իր միացությունից։

Քիմիական հատկություններ

Հալոգենները քիմիապես շատ ակտիվ նյութեր են, փոխազդում են բազմաթիվ պարզ և բարդ նյութերի հետ։ Նրանք բոլորը ցուցաբերում են բարձր օքսիդիչ հատկություն։ Ֆտորը ամենաէլեկտրաբացասկան տարրն է (ԷԲ = 3.98)։ Առանց բացառության փոխազդում է բոլոր մետաղների հետ, օրինակ՝{\displaystyle {\mathsf {2Al+3F_{2}\longrightarrow 2AlF_{3}+2989}}}{\mathsf  {2Al+3F_{2}\longrightarrow 2AlF_{3}+2989}}{\displaystyle {\mathsf {2Fe+3F_{2}\longrightarrow 2FeF_{3}+1974}}}{\mathsf  {2Fe+3F_{2}\longrightarrow 2FeF_{3}+1974}}

Ցածր ջերմաստիճանում փոխազդում է ոչ մետաղների հետ, օրինակ՝{\displaystyle {\mathsf {2P+5F_{2}\longrightarrow 2PF_{5}}}}{\mathsf  {2P+5F_{2}\longrightarrow 2PF_{5}}}{\displaystyle {\mathsf {2S+3F_{2}\longrightarrow 2SF_{6}}}}{\mathsf  {2S+3F_{2}\longrightarrow 2SF_{6}}}

Տաքացնելիս ֆտորը օքսիդացնում է բոլոր հալոգեններին՝{\displaystyle {\mathsf {Hal_{2}+F_{2}\longrightarrow 2HalF}}}{\mathsf  {Hal_{2}+F_{2}\longrightarrow 2HalF}}

որտեղ Hal = Cl, Br, I, At:

Ֆտորն օքսիդացնում է նույնիսկ ազնիվ գազերը` Kr, Xe, Rn.{\displaystyle {\mathsf {Xe+F_{2}\longrightarrow 2HF}}}{\mathsf  {Xe+F_{2}\longrightarrow 2HF}}

Ֆտորը փոխազդում է նաև բարդ նյութերի հետ, որի արդյունքում մեծ քանակությամբ էներգիա է կորցնում։ Նույնիսկ օքսիդացնում է ջուրը, օրինակ`{\displaystyle {\mathsf {F_{2}+3H_{2}O\longrightarrow OF_{2}+4HF+H_{2}O_{2}}}}{\mathsf  {F_{2}+3H_{2}O\longrightarrow OF_{2}+4HF+H_{2}O_{2}}}

Չնայած կապի էներգիան քլորի մոլեկուլում բավական մեծ է՝ 242 կՋ/մոլ, սակայն քլորը քիմիապես շատ փոխազդունակ է, օժտված է մեծ էլեկտրաբացասականությամբ։ Քլորի ատոմն ուժգնորեն իրեն է միացնում 1 էլեկտրոն և վերածվում շատ կայուն քլորի իոնի։

Քլորն ուժեղ օքսիդիչ է և եռանդուն կերպով փոխազդում է բոլոր մետաղների ու բազմաթիվ ոչմետաղների հետ։ Անմիջապես չի փոխազդում ածխածնի, N3-ի, O3-ի և ազնիվ գազերի հետ։ Մետաղներից շատերն այրվում են քլորի մթնոլորտում` առաջացնելով սպիտակ փոշի, որը կազմված է քլորիդների մանր բյուրեղներից.{\displaystyle {\mathsf {2Na+Cl_{2}\longrightarrow 2NaCl}}}{\mathsf  {2Na+Cl_{2}\longrightarrow 2NaCl}}{\displaystyle {\mathsf {2Fe+Cl_{2}\longrightarrow 2FeCl_{3}}}}{\mathsf  {2Fe+Cl_{2}\longrightarrow 2FeCl_{3}}}{\displaystyle {\mathsf {Cu+Cl_{2}\longrightarrow CuCl_{2}}}}{\mathsf  {Cu+Cl_{2}\longrightarrow CuCl_{2}}}{\displaystyle {\mathsf {2Al+3Cl_{2}\longrightarrow 2AlCl_{3}}}}{\mathsf  {2Al+3Cl_{2}\longrightarrow 2AlCl_{3}}}

Ֆոսֆորի այրման ժամանակ կարող է գոյանալ երկու քլորիդ.{\displaystyle {\mathsf {2P+3Cl_{2}\longrightarrow 2PCl_{3}}}}{\mathsf  {2P+3Cl_{2}\longrightarrow 2PCl_{3}}}{\displaystyle {\mathsf {2P+5Cl_{2}\longrightarrow 2PCl_{5}}}}{\mathsf  {2P+5Cl_{2}\longrightarrow 2PCl_{5}}}

Յուրահատուկ ռեակցիա է քլորի փոխազդեցությունը ջրածնի հետ, որը խթանվում է լույսի ազդեցությամբ և ընթանում է ջերմության անջատմամբ.{\displaystyle {\mathsf {H_{2}+Cl_{2}\longrightarrow 2HCl}}}{\mathsf  {H_{2}+Cl_{2}\longrightarrow 2HCl}}

Այս փոխազդեցությունն ունի ռադիկալային շղթայական բնույթ, այդ պատճառով կարող է վերածվել պայթյունի, եթե ելանյութերից բաղկացած գազային խառնուրդը ենթարկվի ուժեղ լուսավորման։ Քլորը լուծվում է ջրում` առաջացնելով քլորաջուր, որում հալոգենի մի մասը դարձելիորեն փոխազդում է ջրի հետ՝ ըստ հետևյալ ռեակցիայի.{\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}+H_{2}O\longrightarrow HCl+HClO}}}{\mathsf  {Cl_{2}+H_{2}O\longrightarrow HCl+HClO}}

Սակայն քլորի մեծ մասը՝ շուրջ 70%-ը, քլորաջրում լինում է մոլեկուլների ձևով։ Ի դեպ՝ բրոմի և յոդի ջրային լուծույթներում ևս, որոնք կոչվում են բրոմաջուր և յոդաջուր, հալոգենները գերազանցապես մոլեկուլային տեսքով են։ Քլորաջուրն օժտված է գունաթափող և օքսիդավնող հատկությամբ, ինչը հիմնականում պայմանավորված է հիպոքլորային թթվի քայյքայման հետևանքով գոյացնող ատոմային թթվածնով.{\displaystyle {\mathsf {HClO\longrightarrow HCl+O}}}{\mathsf  {HClO\longrightarrow HCl+O}}

Յուրահատուկ է նաև քլորի փոխազդեցությունը սենյակային ջերմաստիճանում ալկալիների ջրային լուծույթի հետ, որի հետևանքով գոյանում է երկու աղի՝ քլորիդի և հիպոքլորիտի խառնուրդ։ Օրինակ՝{\displaystyle {\mathsf {Cl_{2}+2KOH\longrightarrow KCl+KClO+H_{2}O}}}{\mathsf  {Cl_{2}+2KOH\longrightarrow KCl+KClO+H_{2}O}}

Հալոգեններից բրոմը կարմրագորշ, թունավոր հեղուկ է։ Ուժեղ օքսիդիչ է և անմիջականորեն փոխազդում է շատ մետաղների ու գրեթե բոլոր ոչ մետաղների հետ, բացառությամբ O2, N2, C և ազնիվ գազերի.{\displaystyle {\mathsf {Al+3Br_{2}\longrightarrow 2AlBr_{3}}}}{\mathsf  {Al+3Br_{2}\longrightarrow 2AlBr_{3}}}{\displaystyle {\mathsf {Si+2Br_{2}\longrightarrow SiBr_{4}}}}{\mathsf  {Si+2Br_{2}\longrightarrow SiBr_{4}}}{\displaystyle {\mathsf {H_{2}+Br_{2}\longrightarrow 2HBr}}}{\mathsf  {H_{2}+Br_{2}\longrightarrow 2HBr}}

Առավել կայուն են այն միացությունները, որոնցում բրոմը ցուցաբերում է -1 և +5 օքսիդացման աստիճան։ Քիմիական փոխարկումներում որպես օքսիդիչ հաճախ օգտագործուվում է կալիումի բրոմատը` KBrO3:

Բրոմը տալիս է միացման ռեակցիաներ չհագեցած օրգանական միացությունների, օրինակ` էթիլենի հետ.{\displaystyle {\mathsf {CH_{2}=CH_{2}+Br_{2}\longrightarrow CH_{2}Br-CH_{2}Br}}}{\mathsf  {CH_{2}=CH_{2}+Br_{2}\longrightarrow CH_{2}Br-CH_{2}Br}}

Այդ ռեակցիաներում հաճախ օգտագործվում է բրոմաջուրը, որը ծառայում է նաև որպես չհագեցած միացությունների հայտնաբերման միջոց։ Ռեակցիայի հետևանքով բրոմաջուրը գունաթափվում է։

Հալոգեններից յոդը սովորական պայմաններում սև-մանուշակագույն բյուրեղային նյութ է, որը թույլ տաքացնելիս փոխարկվում է մանուշակագույն գոլորշու՝ առանց հեղուկանալու.{\displaystyle {\mathsf {I_{2}+I\longrightarrow I_{3}}}}{\mathsf  {I_{2}+I\longrightarrow I_{3}}}

Յոդը ցնդումը պայմանավորված է մոլեկուլային բյուրեղացանցով և միջմոլեկուլային թույլ փոխազդեցության ուժերով։ Յոդը լուծվում է ջրում. 1 լիտրում 0,3395 գ, 25°C ջերմաստիճանում։ Սա ավելի քիչ է քան բրոմը, յոդի ջրային լուծույթը կոչվում է «յոդի ջուր» Աստատը քիչ ռեակցունակ է, քան յոդը, բայց աստատը նույնպես փոխազդում է մետաղների հետ, օրինակ լիթիում.Հիմնական հոդված՝ Աստատ{\displaystyle {\mathsf {2Li+At_{2}\longrightarrow 2LiAt}}}{\mathsf  {2Li+At_{2}\longrightarrow 2LiAt}}

Իսկ դիսոցելիս ձևափոխվում է ինչպես անիոնի, այնպես էլ կատիոնի At+.

2HAt=H++At+H+At+
Առաջադրանք 6.  Քլորի և նրա միացությունների
կիրառությունը

Քլորը լայնորեն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ։ Այն օգտագործվում է աղաթթվի արդյունաբերական ստացման և այնպիսի նյութերի պատրաստման համար, որոնք օգտագործվում են գործվածքներն սպիտակեցնելու համար։ Խմելու ու կենցաղային նպատակների համար նախատեսված ջուրը մինչև ջրատար խողովակների ցանց մղելը հիվանդաբեր միկրոօրգանիզմներից ախտահանվում է իր մեջ աննշան քանակի քլոր լուծելով՝ քլորելով։ Գյուղատնտեսական բույսերի վնասատուների և հիվանդությունների դեմ պայքարելու համար օգտագործվող կարևորագույն պրեպարատները (ինսեկտոֆունգիցիդները)՝ ԴԴՏ, հեքսաքլորան և գրանոզան, այնպիսի օրգանական նյութեր են, որոնց պատրաստման ժամանակ քլոր է գործադրվում։ Արդյունաբերությունում քլորից ստանում են քլորաջրածին և աղաթթու։ Քլորի ջրային լուծույթի մանրէասպան հատկության վրա է հիմնված բնակչությանը ջուր մատակարարող կայաններում գազային քլորի օգտագործումը, հատկություն, որը պայմանավորված ատոմային թթվածնի գոյացմամբ։ Քլորն օրգանիզմն ստանում է հիմնականում կերակրի աղի ձևով։ Քլորը կուտակվում է մաշկի մեջ, ավելցուկային ընդունման դեպքում պահվում է օրգանիզմում։ Սննդամթերքների մեջ պարունակվում է չնչին քանակությամբ։

Քլորից ստանում են նաև ժավելային հեղուկ, որն օգտագործվում է սպիտակեղենի լվացման համար։ Մեծ քանակներով արտադրվում է քլորակիր, որը կիրառվում է թղթի արդյունաբերությունում՝ մանրաթելերի սպիտակեցման համար։ Քլորակիրը երկու աղի խառնուրդ է, որն առաջանում է հանգած կրի կախույթի մեջ քլորը անցկացնելիս։ Քլորի(IV) օքսիդը՝ ClO2, օգտագործվում են նաև ախտահանման նպատակներով։ Կալիումի քլորատը՝ KClO3, ուժեղ օքսիդիչ է, վերականգնիչների հետ առաջացնում է պայթուցիկ խառնուրդներ, օգտագործվում է լուցկու, բենգալյան կրակների և հրավառության համար խառնուրդների արտադրությունում։ Նատրիումի քլորատը՝ NaClO3, ծառայում է որպես մոլախոտերի դեմ պայքարի միջոց։ Մեծ քանակներով քլոր օգտագործվում է քլոր պարունակող օրգանական նյութեր՝ լուծիչներ, մոնոմերներ և պոլիմերներ, թունաքիմիկատներ, ստանալու համար։255

Քլորի զանգվածային բաժինն օրգանիզմում կազմում է 0,15%։ Քլորիդ իոններ է պարունակում արյան պլազման՝ գերազանցապես NaCl և KCl աղերի լուծույթների ձևով։ Դրանք կարգավորում են օսմոտիկ ճնշումը, ապահովում են իոնների հոսքը բջջային մեմբրանների միջոցով, ակտիվացնում են ֆերմենտները։ Կերակրի աղի օրական պահանջը 5-10 գ է։ Մարդու և կենդանիների ստամոքսում արտադրվում է աղաթթու, որը կազմում է ստամոքսահյութի 0,3%-ը և անհրաժեշտ է սննդի նորմալ մարսողության, ինչպես նաև սննդի հետ օրգանիզմում ներթափանցող հիվանդագին մանրէները ոչնչացնելու համար։ Բժշկության մեջ լայնորեն օգտագործվում են կերակրի աղի ֆիզիոլոգիական և հիպերտոնիկ լուծույթները։

Քլորն արտաբջջային հեղուկների և ստոմոքսահյութի հիմնական անիոնն է։ Քլորի իոնները կարևոր դեր են խաղում թթվահիմնային հավասարակշռության և օսմոտիկ ճնշման պահպանման, ինչպես նաև օրգանիզմում ջրի հավասարակշռության ապահովման մեջ։ Կենսաբանական միջավայրերում հիմնականում հանդիպում է քլորի անիոնայինձևը։ Քլորը պարունակվում է ինչպես արյան պլազմայում, այնպես էլ ավիշում և ողնուղեղային հեղուկում։

Քլորը կարող է բարձր ճնշման, աթերոսկլերոզի, սիրտ-անոթային և այլ հիվանդությունների պատճառ դառնալ։ Այն շատ վատ ազդեցություն է թողնում մազերի և մաշկի վրա, քայքայում է սպիտակուցները։ Քլոր պարունակող միջոցներով մաքրված մակերեսներին առաջանում են քիմիական նյութերի բարակ թաղանթ, որը ցնդելով հայտնվում է օդի մեջ, ապա նաև մարդու շնչուղիներում։ Քիմիական նյութերից շատերը կուտակվելով օրգանիզմում՝ առաջացնում են են խրոնիկ հիվանդություններ։


Առաջադրանք 7. Աղաթթվի և նրա աղերի
կիրառությունը։

KClO3-ի բաղադրությունը պարզաբանել է ֆրանսիացի գիտնական Բերթոլեն (ի պատիվ իրեն կոչվում է բերթոլետյան աղ), այն հալվում է 334°С-ում։ Նա քլորի ամենակարևոր և տարածված թթվածնավոր աղն է։ Այն անգույն ջրում լավ լուծվող նյութ է։

2KClO3→ (t,MnO2)2KCl+3O2↑ առանց կատալիզատորի- 4KClO3=3KClO4+KCl

Երբ քլորը փոխազդում է Ca(OH)2-ի հետ, առաջացնում է քլորակիր կամ սպիտակեցնող կիր՝ քլորի հոտով փխրուն սպիտակ փոշի, ուժեղ օքսիդիչ, օգտագործվում է բամբակյա գործվածքների, թղթի սպիտակեցման համար, ինչպես նաև կանխարգելիչ միջոց է զանազան վարակիչ բակտերիաների հնարավոր տարածման դեմ.

2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

Քիմիա

Անհատական հետազոտական աշխատանք՝ <<Առանց ջրի կյանք չկա…>>    

Որոշել սովորական և ծանր ջրի հարաբերական մոլեկուլային զանգվածը

Ռադիո ակտիվ գերծանր ջուր

Մեր օրգանիզմում ջուրը կազմում է մոտավորապես 80%

Տիգրան 45 կգ

             

 Լաբորատոր աշխատանքներ. «Ջրի ֆիզիկական, քիմիական  և օրգանոլեպտիկ  հատկությունները: Լուծույթների պատրաստումը  և  լուծված  նյութի   զանգվածային, մոլային բաժնի, մոլային կոնցենտրացիայի  որոշումը»:

Առաջադրանք 1. Որո՞նք  են  ջրի  ֆիզիկական հատկությունները, թվարկեք….

 Սովորական պայմաններում ջուրն անգույն, անհամ, անհոտ հեղուկ է, tհալ=0°С, tեռ=100°С, ամենամեծ խտությունը 4°С-ում է՝ ρ=1 գ/մլ։ Դրանից ցածր և բարձր ջերմաստիճաններում ρ<1։ Ջերմաստիճանից կախված խտության այս անոմալ կախվածությամբ ջուրը խիստ տարբերվում է մյուս նյութերից, որոնց խտությունը ջերմաստիճանի բարձրացումից փոքրանում է, իսկ այս դեպքում, օրինակ, սառույցի խտությունը փոքր է ջրի խտությունից, դրա համար այն լողում է ջրի վրա, դրա շնորհիվ է ձմռանը ջրի տակ կյանքը շարունակվում։ Ջուրն ունի ամենամեծ ջերմունակությունը, այդ պատճառով դանդաղ տաքանում է, դանդաղ սառչում։ Դրա միջոցով ջրավազանները կարգավորում են մեր մոլորակի ջերմաստիճանը։ Ջրի բոլոր այս անոմալ հատկություները պայմանավորված են ջրի մոլեկուլնեի միջև առկա ջրածնային կապերով։

Առաջադրանք 2. Որո՞նք  են  ջրի քիմիական  հատկությունները, գրեք  ջրի  փոխազդեցությունը  պարզ  և  բարդ  նյութերի  հետ ռեակցիաների հավասարումները…

Ջուրը կայուն նյութ է, մինչև 1000°C տաքացնելիս այն փոփոխության չի ենթարկվում։ Ավելի բարձր ջերմաստիճաններում, ինչպես նաև ուլտրամանուշակագույն և ռենտգենյան ճառագայթների ազդեցության տակ այն քայքայվում է՝ առաջացնելով ջրածին և թթվածին:Նույն արգասիքներն առաջանում են ջուրն էլեկտրական հոսանքով քայքայելիս՝
 2H2O−→−t°2H2+O2


Ջրի փոխազդեցությունը պարզ նյութերի հետ 

Սենյակային ջերմաստիճանում ջուրը փոխազդում է ալկալիական և հողալկալիական մետաղների հետ: Օրինակներ՝ 

Sodium-Water-005.jpg

 նատրիումի և ջրի փոխազդեցությունըֆենոլֆտալեինի ներկայությամբ 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

60710175.png

     կալիումի և ջրի փոխազդեցությունը 2K+2H2O=2KOH+H2↑ 

calcium_water-5.jpg

    կալցիումի և ջրի փոխազդեցությունը Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑⏐ Բարձր ջերմաստիճանում ջուրը փոխազդում է պակաս ակտիվ մետաղների հետ: Օրինակ՝ 

download (1).jpg

      ցինկի և ջրի փոխազդեցությունը Zn+H2O−→−t°ZnO+H2↑⏐⏐ 

maxresdefault.jpg

    շիկացած երկաթի և ջրի փոխազդեցությունը 3Fe+4H2O−→−t°Fe3O4+4H2↑⏐⏐

Ջրի փոխազդեցությունը բարդ նյութերի հետ 

Ջուրը շատ բուռն փոխազդում է աղանման նյութերի հետ, օրինակ՝ մետաղների կարբիդների և նիտրիդների հետ: 

1.Կալցիումի կարբիդի և ջրի փոխազդեցությունը` CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑⏐ 

2. Մագնեզիումի նիտրիդի և ջրի փոխազդեցությունը` Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑⏐

Առաջադրանք 3. Որո՞նք  են  ջրի  օրգանոլեպտիկ  հատկությունները, թվարկեք…

Ջրի օրգանոլեպտիկ հատկություններն են գույնը, համը, հոտը։ Ջուրը դառնահամ են դարձնում Ca և Mg աղերը, քաղցրահամ են դարձնում K և Na աղերը։

Առաջադրանք 4. Ջրի  փոխազդեցությունը  ակտիվ  մետաղներից` նատրիումի  հետ, գրեք  ընթացող  ռեակցիայի  հավասարումը….և  հավասարեցրեք  էլեկտրոնային  հաշվեկշռի  եղանակով….

Բարձր ջերմաստիճանում ջուրը փոխազդում է պակաս ակտիվ մետաղների հետ: Օրինակ՝ 

download (1).jpg

      ցինկի և ջրի փոխազդեցությունը Zn+H2O−→−t°ZnO+H2↑⏐⏐ 

maxresdefault.jpg

    շիկացած երկաթի և ջրի փոխազդեցությունը 3Fe+4H2O−→−t°Fe3O4+4H2↑⏐⏐

Առաջադրանք  5.  Ո՞րն  է  համարվում  մաքուր  խմելու  ջուր… 

Ջուրը համարվում է խմելու, եթե գույնը թափանցիկ է, հոտ չի գալիս, 100 մանրէից ավել չպիտի պարունակի և պետք է լինի քաղցրահամ՝ կալիումական և նատրիումական հանքային աղեր:

Առաջադրանք   6.  Որո՞նք են ջրի աղտոտման պատճառները …

Միջավայրի պայմանների և մարդու առողջության վրա բացասաբար ազդող ֆիզիկական, քիմիական և կենսաբանական աղտոտիչների թափանցումը, առաջացումն ու կուտակումը բնական ջրերում։ Սովորաբար այդ ազդակների թափանցումը կապված է մարդու տնտեսական գործունեության և դրա հետևանքների կամ (ավելի հազվադեպ) բնական աղետների հետ։ Աղտոտիչ նյութերը բնական ջրերի մեջ են թափանցում պինդ, հեղուկ, կոլոիդային, էմուլսիային և գազային ձևերով։

Առաջադրանք 7. Խմելու  սոդայի` նատրիումի   հիդրոկարբոնատի  լուծույթի  պատրաստումը  և  կոնցենտրացիայի  որոշումը…

Սոդա կամ Նատրիումի հիդրոկարբոնատ, ածխաթթվի նատրիումական աղերի տեխնիկական և կենցաղային անվանումը։ Տարբերում են կալցինացված սոդա՝ Na2CO3, խմելու սոդա՝ NаНСО3, և բյուրեղական սոդա՝ Na2CO3 •nH2O(n= 10, 7 և 1)։ Նատրիումի հիդրօքսիդին՝ NaOH, տեխնիկայում և կենցաղում անվանում են կաուստիկ սոդա։

Առաջադրանք 8. Խմելու սոդայի` նատրիումի հիդրոկարբոնատի (NaHCO3)- ի 10%-անոց 200գ ջրային լուծույթ պատրաստելու համար քանի՞ գրամ սոդա և ջուր պետք է վերցնել…

Քիմիա

<<Ուսուցումը  փորձի  հիման  վրա>>

Նախագիծ 1.Միջառարկայական նախագիծ՝ քիմիա-կենսաբանություն ՝<<Կենսական  տարրեր;  Սպիտակուցներ:Նուկլեինաթթուներ: Ածխաջրեր: Ճարպեր: Վիտամիններ>> 

Մասնակիցներ՝ ավագ դպրոց-վարժարանի  սովորողներ

Ուղղորդող   հարցերը`

  • Որո՞նք են  կենդանի  օրգանիզմի  հիմնական  տարրերը

Կենսական տարերն են կոչվում, այն քիմիական տարրի ատոմները, որոնք առաջացնում են բարդ օրգանական նյութեր Ածխաջուր (ճարպես լիպիդներ՝ Գլյուկոզ, սախրով, օսլա, գլիկօգեն և այլն, որոնք ապահովում են ենդանի օրգանիզմի կենսագործունեությունը:

Կենսական տարրերը դասակարգում են մակրոտարրերի, միկրոտեարրերի ուլտրատարրեր և այլն մեծաքանակությամբ: 6` Ածխածին, ջրածին, թթվածին, ազոտ, ֆոսֆոր, ծծումբ: Fe, Mg, Ca, Na, Cl, K, I

Ո՞րն է  կենդանի  օրգանիզմի  կառուցվածքային  միավորը

Ինչու՞  են  գիտնականներն ասում. «Կյանքը՝ սպիտակուցների գոյության ձևն  է»

Որո՞նք են սպիտակուցների, ածխաջրերի, ճարպերի, նուկլեինաթթուների գործառույթները կենդանի օրգանիզմում

  • Ինչպիսի՞  օրգանական և  անօրգանական  նյութեր  կան  կենդանի  օրգանիզմում:

Քիմիա

Ինքնաստուգում

Առաջադրանքներ՝Հաստատեք կամ հերքեք  պնդումների  ճշմարտացիությունը  օքսիդների  վերաբերյալ.

  1. Թթվածին պարունակող  երկտարր  միացություններ են, որոնցում  թթվածնի  օքսիդացման  աստիճանը  -2  է:
  2. Բոլոր օքսիդները  ջրում  լուծելի  են:
  3. Բոլոր օքսիդները   փոխազդում  են  թթուների  հետ:
  4. Հիմնային օքսիդները, փոխազդելով  թթուների  հետ, առաջացնում  են  աղ  և  ջուր:
  5. Ըստ CaCO3  → CaO  +  CO ռեակցիայի հավասարման  ստացված  թթվային  օքսիդի  զանգվածը  ելային  աղի  զանգվածի  56 %- ն  է:
  6. Na2O, CO2, N2O5, CaO, SO3  օքսիդների  շարքում  գրված  է  երեք  հիմնային  օքսիդ:
  1. ճիշտ է
  2. սխալ
  3. ճիշտ է
  4. ճիշտ է
  5. սխալ
  6. ճիշտէ
  1. Գիտելիքի ինքնաստուգում՝ <Ջրածին; Թթվածին>>
1. —   Արտահայտություններից  ո՞րն  է  ճիշտ  ջրածին  տարրի  մասին.
          ա) ջրածինն  ամենաթեթև  գազն  է
          բ) ջրածինը  մտնում  է  թթուների  բաղադրության մեջ
          գ) ջրածինը  փոխազդում  է  թթվածնի  հետ
          դ) ջրածինն  աստղերի  մթնոլորտի  հիմնական  բաղադրամասն  է:
  1. գ)
2. —   Լաբորատորիայում  ջրածին  կարելի է   ստանալ  որոշ  մետաղների  և  թթուների  փոխազդեցությունից: Գրեք  այդպիսի  ռեակցիայի  հավասարման   օրինակ
3. —Ինչպե՞ս  են  անվանում  երկու  ծավալ  ջրածնի  և  մեկ  ծավալ  թթվածնի    խառնուրդը.     1)   շմոլ  գազ                  2)     շառաչող  գազ                       3) թունավոր  գազ                  4)  ջրագազ   
3-1)                                                                                                        
 4. — ա)  Նշված  մետաղներից  ո՞րը  կփոխազդի  թթվի  հետ. առաջացնելով   ջրածին.
                1) Cu                    2) Ag           3) Al                     4) Hg

4-1)

բ) Գրեք  այդ  մետաղի  և   աղաթթվի  հետ  քիմիական  ռեակցիայի  հավասարումը:
գ) նշեք  ռեակցիայի  տեսակը և կատարեք հաշվարկ` քանի՞ լիտր ջրածին կստացվի (ն.պ), եթե վերցրել են 5, 4 գրամ մետաղ։

5. —   Փակ  անոթում  պայթացրել  են  10գ  ջրածին  և  16գ  թթվածին:        
ա) Ո՞ր գազն է մնացել պայթունից հետո.
  1. չի  մնացել                       
  2. թթվածին                       

  3. երկուսն  էլ  

  4. ջրածին  

ա-2 

բ) Գրել  ռեակցիայի  հավասարումը…..

Քիմիական հավասարումներ (քիմիական ռեակցիայի հավասարում) են անվանում քիմիական ռեակցիաների պայմանական գրառումը քիմիական բանաձևերի և գործակիցների օգնությամբ:

Քիմիական ռեակցիայի հավասարումը որակական և քանակական տեղեկություններ է հաղորդում քիմիական ոեակցիայի, ելանյութերի և վերջնանյութերի վերաբերյալ: Հավասարումները գրառելիս հիմնվում են քանակաչափական օրենքների, առաջին հերթին` քիմիական ռեակցիաներում նյութի զագվածի պահպանման օրենքի: Բացի դրանից օգտագործվում են քիմիական ռեակցիաների ամբողջական կամ կրճատ ուրվագրերը` պայմանական գրառումներ, որոնք գաղափար են տալիս ելանյութերի և վերջնանյութերի բնույթի վերաբերյալ, այսինքն որակական տեղեկություններ քիմիական ռեակցիայի վերաբերյալ:

գ) Քանի՞  գրամ  ջուր  կստացվի …..

  -6 գրամ ջուր                         

6.- Ոˆր  միացության մեջ  է  թթվածնի պարունակությունը ամենամեծը,  պատասխանը  հիմնավորեք հաշվարկով.   1) H2O             2) CO2                3)  CuO               4) CaCO3   

6-4

7.- Ի՞նչ օքսիդացման աատիճաններ կարող է ցուցաբերել թթվածինը միացություններում.1) 0, +1, -1
2) -2, -1, 0
3)  +1, 0, -1
4) -2, 0, +2

7-3

8.-Հետևյալ արտահայտություններից ո՞րն է վերաբերում թթվածին պարզ նյութին.
ա) թթվածինը մարդու օրգանիզմի հիմնական տարրերից է
բ)  մեկ լիտր ջրում լուծվում է 30 մլ թթվածինը 20 աստիճանում
գ) ջրի զանգվածի 88,9%-ը թթվածինն  է
դ)սպիտակուցի բաղադրության մեջ մտնում են հիմնականում ածխածին, թթվածին,   ազոտ, ջրածին տարրերը
ե) թթվածին  է ստացվում ֆոտոսինթեզի ժամանակ
զ) կենդանիները շնչում են թթվածին
1) ա բ գ
2) բ ե զ
3) գ դ ե
4)ա ե զ

8-4

9.- Գրեք ներքոբերյալ անօրգանական շղթաների ռեակցիաների հավասարումները, հավասարեցրեք և նշեք  ռեակցիայի  տեսակը.
ա) Մետաղ-հիմնային օքսիդ-հիմք-աղ` Ca→ CaO →Ca(OH)2→  CaCl2

Ca+CaO + Ca(OH)2= CaCl2

բ) Ոչ մետաղ→ թթվային օքսիդ→ թթու→ աղ`P→P2O5→H3PO4 →Na3PO4

P+P2O5+H3PO4 =Na3PO4

Քիմիա

Նախագծի անվանումը՝ <<Թթվածին, օզոն, օքսիդներ, այրում>>

Նախագծի բովանդակությունը.

1.-Թթվածնի տարածվածությունը երկրագնդի վրա

 Երկրագնդի ջրապաշարներում թթվածնի զանգվածային բաժինը 85,82 % է, ավազում՝ 53 %, կավերում, լեռնային ապարներում ու հանքերում՝ մոտավորապես 56 %։ 

2. -Թթվածնի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները

Ֆիզիկական հատկություններ

Թթվածնին (երկթթվածնին)՝ որպես պարզ նյութի, ծանոթ չլինել չեք կարող, քանի որ բոլորս ենք այդ նյութը շնչում։ Հայտնի է, որ թթվածինը.

  • սովորական պայմաններում գազ է,
  • հոտ չունի,
  • անգույն է,
  • համ չունի,
  • եռում է 90,19 Կ (-182,96 °C) ջերմաստիճանում,
  • գոլորշիանում է 54,8 Կ (-218,35 °C) ջերմաստիճանում,
  • հեղուկ և պինդ վիճակում երկնագույն է,
  • հեղուկ վիճակում դեպի մագնիսն է ձգվում

Թթվածնի խտությունը 0 °C ջերմաստիճանում և 101 կՊա ճնշման տակ հավասար է 1,43 գ/լ, ինչը 1,11 անգամ մեծ է օդի խտությունից։ Թթվածինը ջրում քիչ է լուծվում. 20 °C ջերմաստիճանում 100 ծավալ ջրում լուծվում է 3 ծավալ թթվածին, որն էլ, ապահովում է ջրային կենդանիների ու բույսերի շնչառությունը։

Ջերմաստիճանը բարձրացնելիս թթվածնի, ինչպես և՝ ցանկացած այլ գազի, լուծելիությունը ջրում նվազում է, իսկ իջեցնելիս՝ աճում։ Օրինակ՝ 0 °C ջերմաստիճանում թթվածնի լուծելիությունը 100 ծավալ ջրում 5 ծավալ է, և այդ հանգամանքի հետ է մասամբ կապված հյուսիսային ծովերի ձկնառատությունը։Թթվածնի հատկություններն ուսումնասիրելու համար այն պետք է ստանալ մաքուր վիճակում:Շվեդացի գիտնական Կարլ Շելեն 1771թ.առաջին անգամ անգամ թթվածին ստացել,ապա անգլիացի քիմիկոս Ջոզեֆ Փրիսթլին1774թ. կարմիր սնդիկի օքսիդի HgO քայքայումից.

Քիմիական հատկույթուններ

Թթվածինն ազատ վիճակում քիմիապես ակտիվ պարզ նյութերից է ու հեշտությամբ փոխազդում է մեծ թվով պարզ և բարդ նյութերի հետ։

  • Թթվածնի փոխազդեցությունը ոչ մետաղների հետ.

Թթվածնի հետ անմիջականորեն փոխազդում են գրեթե բոլոր ոչ մետաղները՝ ֆտորից (F2), քլորից (Cl2), բրոմից (Br2) և յոդից (J2) բացի։

Փոխազդում է ածխի հետ։{\displaystyle {\mathsf {C+O_{2}\rightarrow CO_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {C+O_{2}\rightarrow CO_{2}\uparrow }}}

Կարևոր է նշել, որ թթվածնի պակասի դեպքում ածխի այրումից առաջանում է խիստ վտանգավոր գազ՝ ածխածնի (II) օքսիդ (CO՝ շմոլ գազ).{\displaystyle {\mathsf {2C+O_{2}\rightarrow 2CO\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {2C+O_{2}\rightarrow 2CO\uparrow }}}

Սենյակային ջերմաստիճանում ծծումբը նույնիսկ մաքուր թթվածնում չի փոփոխվում, բայց օդում տաքացնելիս այրվում է թույլ երկնագույն բոցով։{\displaystyle {\mathsf {S+O_{2}\rightarrow SO_{2}\uparrow }}}{\displaystyle {\mathsf {S+O_{2}\rightarrow SO_{2}\uparrow }}}

Փոխազդում է ֆոսֆորի հետ.{\displaystyle {\mathsf {4P+5O_{2}\rightarrow 2P_{2}O_{5}}}}{\displaystyle {\mathsf {4P+5O_{2}\rightarrow 2P_{2}O_{5}}}}

Այս ռեակցիան սկսելու համար անհրաժեշտ է բարձր ջերմաստիճան ռեակցիան ընթանում է ինքնաբերաբար՝ լույսի ու ջերմության անջատմամբ։

  • Փոխազդեցությունը մետաղների հետ.

Թթվածնի հետ անմիջականորեն փոխազդում են նաև գրեթե բոլոր մետաղները, օրինակ՝ ոսկին (Au)։ Այդպիսի ռեակցիաներն սկսելու համար սովորաբար տաքացում է պահանջվում.{\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}\rightarrow Na_{2}O_{2}}}}{\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}\rightarrow Na_{2}O_{2}}}}

Օդում մագնեզիումը (Mg) այրվում է շլացուցիչ բոցով, ռեակցիայի հետևանքով առաջանում է սպիտակ փոշի՝ մագնեզիումի օքսիդ.{\displaystyle {\mathsf {2Mg+O_{2}\rightarrow 2MgO}}}{\displaystyle {\mathsf {2Mg+O_{2}\rightarrow 2MgO}}}{\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}\rightarrow Fe_{3}O_{4}}}}{\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}\rightarrow Fe_{3}O_{4}}}}

Պղինձը (Cu) միանում է թթվածնին՝ առաջացնելով սև փոշի՝ պղնձի (II) օքսիդ (CuO).{\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}\rightarrow 2CuO}}}{\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}\rightarrow 2CuO}}}

  • Թթվածնով օքսիդանում են նաև բարդ նյութերը.

{\displaystyle {\mathsf {2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}}}{\displaystyle {\mathsf {2SO_{2}+O_{2}\rightarrow 2SO_{3}}}}{\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}}}{\displaystyle {\mathsf {CH_{4}+2O_{2}\rightarrow CO_{2}+2H_{2}O}}}

 3.-Թթվածնի կիրառումը

Բազմազան են թթվածնի կիրառման բնագավառները. տեխնիկայում գործընթացների գրեթե 80 %-ն այս նյութի կիրառման վրա է հիմնված։

  • Մետաղների արտադրություն.

Դոմենային վառարանում թուջի ստացման գործընթացն արագացնելու նպատակով հաճախ թթվածնով հարստացված օդ է կիրառվում։ Մաքուր թթվածնում այրումն ընթանում է մոտ հինգ անգամ արագ, քան օդում։ Մեծ քանակությամբ թթվածին է օգտագործվում նաև պողպատահալման գործընթացում։

  • Մետաղների կտրում, զոդում ու եռակցում.

Ջրածինը (H2) թթվածնի հետ հատուկ այրիչներում այրելիս բոցի ջերմաստիճանը հասնում է մինչև 3200 °C, իսկ ացետիլեն (C2H2) օգտագործելիս՝ նույնիսկ մինչև 3500 °C։ Ացետիլենի այրման ռեակցիայի հավասարումն է.{\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{2}+5O_{2}\rightarrow 4CO_{2}+2H_{2}O}}}{\displaystyle {\mathsf {C_{2}H_{2}+5O_{2}\rightarrow 4CO_{2}+2H_{2}O}}}

Այդպիսի բոցն օգտագործվում է մետաղների կտրման (թթվածնի ավելցուկի պայմաններում), զոդման ու եռակցման նպատակներով։

  • Պայթեցումների իրականացում (օգտագործվում է հեղուկ թթվածին),
  • Շնչառության ապահովում (տիեզերանավերում, ինքնաթիռներում, սուզանավերում, բժշկության մեջ),
  • Բազմաթիվ քիմիական ռեակցիաների իրագործում,
  • Ազոտական ու ծծմբական թթուներիպարարտանյութերի և այլ նյութերի արտադրում,
  • Հրթիռային շարժիչների գործարկում (այստեղ ևս օգտագործվում է հեղուկ թթվածին),
  • Վառելանյութերի այրում (օգտագործվում է հատկապես մեծ քանակություններով թթվածին)։

Ամենակարևորը թթվածինը նպաստում է այրմանը և շնչառությանը։ Այն մեծ չափով նպաստում է մետալուրգիական գործընթացներին՝ թուջի, պողպատի, ինչպես նաև գունավոր մետաղների (Cu, Zn, Sn, Au) արտադրության համար։ Բժշկության մեջ ծանր հիվանդներին տալիս են թթվածին։ Թթվածին ծախսվում է մետաղների կտրման և եռակցման ժամանակ, սուզանավերում, տիեզերանավերում, ջրի տակ աշխատող մարդկանց համար։

4.-Օքսիդավերականգնման ռեակցիաներ

Կարողանալ հաշվել տարրերի օքսիդացման աստիճանը միացությունների մոլեկուլներում և դրա հիման վրա առանձնացնել օքսիդավերականգնման ռեակցիաները: Ընկալել օքսիդիչ-օքսիդացում, վերականգնիչ-վերականգնում, էլեկտրոնային հաշվեկշիռ հասկացությունները։

5.- Լաբորատոր փորձ՝ <<Օդի բաղադրությունը>>

Փորձի համար անհրժաեշտ է՝ մոմ, լուցկի, գլան, մարկեր, ջրով լիտարա

Տեղադրեցինք մոմը, մոմը վառեցինք, ապակե գլանով փակեցինք մոմը, որպեսզի փակենք օդի հոսքը և մոմը հանգեց ջուրը բարձրացավ անոթի 1/5 մասը: Մոմը հանգեց, որովհետև ապակե միջի գլանը փակվեց:

Պայմանի չնպաստող գազերը՝ 79%, Az, N2, և 1% 0, 3% CO2:

Բոլոր գազերը՝ He, Ne, Az, Kz, Xe,

1.Թթվածնի ամենակարևոր հատկությունների  մասին (շնչառություն, այրում)

2.Ի՞նչ է մթնոլորտը, շերտերը

Մթնոլորտը ( հուն․՝ ατμός — «գոլորշի» և σφαῖρα — «ոլորտ»), երկնային մարմնի գազային ծածկ, որը նրա շուրջը պահպանվում է ձգողականության շնորհիվ։ Քանի որ մթնոլորտի և միջմոլորակային տարածությունների միջև չկա հստակ սահման, ապա ընդունված է մթնոլորտ համարել գազային այն միջավայրը, որը պտտվում է մոլորակի հետ զուգընթաց որպես մեկ ամբողջություն։ Մի շարք մոլորակների մթնոլորտային շերտը, որը հիմնականում բաղկացած է գազերից (գազային մոլորակներ ), կարող է չափազանց հաստ լինել։ Աստղերի արտաքին միջավայրը բնութագրելու համար, որը սկսվում է ֆոտոսֆերայից, օգտագործվում է աստեղային մթնոլորտ հասկացությունը։ Երկիր մոլորակի մթնոլորտը ներառում է թթվածին, որն օգտագործվում է կենդանի օրգանիզմների շնչառության համար, և ածխածնի երկօքսիդ, որն օգտագործում են բույսերը, ջրիմուռները, բակտերիաները ֆոտոսինթեզի համար։ Մթնոլորտը հանդես է գալիս նաև որպես մոլորակը արևի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներից պաշտպանող շերտ։ Մթնոլորտը առկա է մեծ զանգված ունեցող բոլոր մարմինների մոտ, ինչպիսիք են օրինակ երկրանման մոլորակները կամ գազային հսկաները։ Աստղերը նույնպես զուրկ չեն մթնոլորտից, օրինակ Արևը։ Այժմ պարզենք թե ինչ գազերից է բաղկացած մթնոլորտը։ Առաջինն ազոտի ատոմն է ( նշանակվում է N տառով), որի միջուկում կա 7 պրոտոն և 7 նեյտրոն։ Երկրորդը թթվածին ատոմն է (նշանակվում է O տառով)։ Թթվածնի և ջրածնի մոլեկուլներն իրար հետ փոխազդելիս առաջացնում են ջրի մոլեկուլներ: Երրորդն ածխածին ատոմն է (նշանակում են C տառով)։ Ածխածինը թթվածնի հետ փոխազդելով առաջացնում է ածխաթթու գազ։ Այժմ պատկերացնենք գազերի մի խառնուրդ, որի 78%-ը ազոտ է, 21%-ը՝ թթվածին, իսկ մնացած 1%-ում ջրային գոլորշիներ, ածխաթթու գազ, արգոն, նեոն, հելիում, մեթան, կրիպտոն և այլն։ Այժմ ուսումնասիրենք մթնոլորտի բոլոր շերտերն առանձին-առանձին։

Ջերմաստիճանի նվազման տիրույթը՝ 0-ից մինչև 8-10 կմ բարձրությամբ ընկած շերտը անվանում են տրոպոսֆերա, իսկ 12-18 կմ ընկած շերտը անվանում են տրոպոպաուզա։ Այստեղից սկսած ջերմաստիճանը սկսում է աճել։ Բանն այն է, որ 18 կմ-ից բարձր՝ Երկրի մակերևույթի ազդեցությունը, որպես ջերմության աղբյուր, արդեն աննշան է։ Ավելի զգալի է դառնում այն, որ օդն անմիջականորեն կլանում է Արեգակի ճառագայթները։ Այս նոր շերտի՝ ստրատոսֆերայի ստորին սահմանին ավելի քիչ է հասնում Արեգակի ճառագայթումից կլանվող ջերմացնող էներգիան, քանի որ մինչ այդ կլանվում է վերին շերտերի կողմից։ Ստացվում է, որ ջերմության աղբյուրն այս անգամ վերևում է։ Չնայած օդի ծայրահեղ չորությանը՝ ստրատոսֆերայում երբեմն հանդիպում են, այսպես կոչված սադափե ամպեր, որոնք գունեղ են՝ մանր սառցաբյուրեղների միջով անցնող ու ցրվող լույսի շնորհիվ։ Հասնելով 18 կմ-ին՝ աստիճանաբար զգալի է դառնում երկրային կյանքի համար ամենակարևոր, պաշտպանիչ շերտերից մեկը՝ օզոնային շերտը։ Ավելի վեր՝ 25 կմ-ի վրա օզոնի խտությունը հասնում է իր առավելագույն արժեքին։ Իսկ 10 կմ-ի վրա օդն այնքան նոսր է, որ թթվածնի ատոմներն ու մոլեկուլները շատ հազվադեպ են հանդիպում միմյանց։ Մյուս կողմից այստեղ հասնող ուժեղ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը քայքայում է թթվածնի մոլեկուլների մեծ մասը, արդյունքում օզոնի նշույլներն անհետանում են։ 55 կմ-ի վրա ջերմաստիճանը հասնում է 0 °C։ Այստեղ ավարտվում է ստրատոսֆերան և սկսվում է մեզոսֆերան՝ միջնոլորտը։ Ջերմաստիճանը կրկին սկսում է ընկնել, քանի որ նվազում է օդի խտությունը, ուստի և արգեկնային ճառագայթումից կլանվող և օդը տաքացնող էներգիան։ 80 կմ-ի վրա ջերմաստիճանը դառնում է –80 °C, սա արդեն մեզոպաուզան է։ Այստեղ հանդիպում են նոսր, թելիկավոր ամպեր։ Ենթադրվում են, որ ի տարբերություն ջրի մանրագույն կաթիլներից կազմված սովորական ամպերի՝ սրանք բաղկացած են ջրի սառցաբյուրեղներով պատված փոշու յուրահատուկ մասնիկներից, որոնց ծագումը, գուցե կապված է հրաբխային կամ արտադրական արտանետումների, ինչպես նաև տիեզերքից եկող փոքր մարմինների՝ երկնաքարերի հետ։ Այստեղից ջերմաստիճանը նորից սկսում է աճել։ Նշանակում է՝ մտնում ենք հաջորդ շերտը, որն անվանում են թերմոսֆերա (ջերմոլորտ) կամ իոնոսֆերա (իոնոլորտ)։ 150 կմ-ից սկսած հանդիպում ենք արբանյակների։ Իոնոլորտը ձգվում է մինչև 800 կմ։ Դրանից վեր էկզոսֆերան է։ Միջավայրի ծայրահեղ նոսրության պայմաններում առավել արագ ու վեր թռչող մասնիկները, առանց այլ մասնիկների հետ բախվելու, կարող են ավելի մեծ բարձրությունների հասնել, քան դանադաղ մասնիկները։ Այդ պատճառով էկզոսֆերա են թափանցում միայն մթնոլորտի ամենաթեթև ու ամենաարագ մասնիկները՝ հիմնականում ջրածնի ատոմները։ 1000 կմ-ի վրա էկզոսֆերայի և միջմոլորակային տարածության տարբերությունը դառնում է աննշմարելի։ Երկրային պայմանների համեմատ այնտեղ գրեթե դատարկություն է՝ վակուում։

Շերտ, նստվածքային և հրաբխանստվածքային ապարի մարմին, որն ունի քիչ թե շատ միատարր կազմություն, սահմանափակված է մոտավորապես զուգահեռ երկու հարթությունով։ Շերտի հաստությունն անհամեմատ փոքր է նրա երկարությունից։ Մահմանափակող հարթությունները կոչվում են՝ վերինը՝ շերտի առաստաղ, ստորինը՝ շերտի հատակ։ Նստվածքային և հրաբխանստվածքային ապարների յուրաքանչյուր հաստվածք կազմված է միմյանց վրա դարսված տարբեր կազմության շերտերի (ավազաքարեր, կրաքարեր, մերգելներ և այլն) հերթագայությունից։ Մեկ շերտի հաստությունը տատանվում է մ-ի մասերից մինչև մի քանի մ և ավելի սահմաններում; Յուրաքանչյուր վերին շերտ ստորադիրի նկատմամբ ավելի երիտասարդ է (նորմալ տեղադրման դեպքում)։ Շերտի կազմությունն ու կառուցվածքը արտացոլում է նրա կուտակման տեկտոնական և ֆիզիկաաշխարհագրական պայմանները։

3.Թունավոր նյութերը օդում

4.Օզոն, օզոնային շերտ, օզոնային ճեղքերի վտանգավորությունը և առաջացման պատճառները:

Առաջադրանքներ՝Հաստատեք կամ հերքեք  պնդումների  ճշմարտացիությունը  օքսիդների  վերաբերյալ.

  1. Թթվածին պարունակող  երկտարր  միացություններ են, որոնցում  թթվածնի  օքսիդացման  աստիճանը  -2  է:
  2. Բոլոր օքսիդները  ջրում  լուծելի  են:
  3. Բոլոր օքսիդները   փոխազդում  են  թթուների  հետ:
  4. Հիմնային օքսիդները, փոխազդելով  թթուների  հետ, առաջացնում  են  աղ  և  ջուր:
  5. Ըստ CaCO3  → CaO  +  CO ռեակցիայի հավասարման  ստացված  թթվային  օքսիդի  զանգվածը  ելային  աղի  զանգվածի  56 %- ն  է:
  6. Na2O, CO2, N2O5, CaO, SO3  օքսիդների  շարքում  գրված  է  երեք  հիմնային  օքսիդ:
  7. Գիտելիքի ինքնաստուգում՝ <Ջրածին; Թթվածին>>
1.    Արտահայտություններից  ո՞րն  է  ճիշտ  ջրածին  տարրի  մասին.
          ա) ջրածինն  ամենաթեթև  գազն  է
          բ) ջրածինը  մտնում  է  թթուների  բաղադրության մեջ
          գ) ջրածինը  փոխազդում  է  թթվածնի  հետ
          դ) ջրածինն  աստղերի  մթնոլորտի  հիմնական  բաղադրամասն  է:
2.    Լաբորատորիայում  ջրածին  կարելի է   ստանալ  որոշ  մետաղների  և  թթուների  փոխազդեցությունից: Գրեք  այդպիսի  ռեակցիայի  հավասարման   օրինակ….  
3. Ինչպե՞ս  են  անվանում  երկու  ծավալ  ջրածնի  և  մեկ  ծավալ  թթվածնի    խառնուրդը.     1)   շմոլ  գազ                  2)     շառաչող  գազ                       3) թունավոր  գազ                  4)  ջրագազ                                                                                                                   4.ա) Նշված  մետաղներից  ո՞րը  կփոխազդի  թթվի  հետ. առաջացնելով  ջրածին.
                1) Cu                    2) Ag           3) Al                     4) Hg
բ) Գրեք  այդ  մետաղի  և   աղաթթվի  հետ  քիմիական  ռեակցիայի  հավասարումը:
գ)նշեքռեակցիայիտեսակը…..
5.    Փականոթումպայթացրելեն10գջրածինև16գթթվածին:
ա) Ո՞րգազնէմնացելպայթունիցհետո.
  1. չի  մնացել                       
  2. թթվածին                       

  3. երկուսն  էլ  

  4. ջրածին   

բ) Գրել  ռեակցիայի  հավասարումը…..

գ) Քանի՞  գրամ  ջուր  կստացվի …..                           

7.Ոˆր  միացության մեջ  է  թթվածնի պարունակությունը ամենամեծը,  պատասխանը  հիմնավորել  հաշվարկով.   1) H2O             2) CO2                3)  CuO               4) CaCO3   

8. Գրեք ներքոբերյալ անօրգանական շղթաների ռեակցիաների հավասարումները, հավասարեցրեք և նշեք  ռեակցիայի  տեսակը.
ա) Մետաղ-հիմնային օքսիդ-հիմք-աղ` Ca CaO Ca(OH)2  CaCl2
բ) Ոչ մետաղ թթվային օքսիդ թթու աղ`PP2O5H3PO4 Na3PO4
Թաթուլ Շահնազարյան

<<Մխիթար Սեբաստացի>> կրթահամալիր

Tikshow

Видео Блог

Ալինա Արզումանյան

«Մխիթար Սեբաստացի» կրթահամալիր, Ավագ Դպրոց, 9-1 ԴԱՍԱՐԱՆ

Հ․ Լիանա «Մխիթար Սեբաստացի» կրթահամալիր, Միջին դպրոց 2021-2022

Մխիթար Սեբաստացի Կրթահամալիր Ավագ դպրոց 12-1

Гаяне Парванян

Образовательный комплекс "Мхитар Себастаци"

Ջանիկյան Արթենի

«Մխիթար Սեբաստացի» կրթահամալիր, Ավագ դպրոց 12-րդ դասարան